研究用の人工腫瘍を作るために人間の細胞を磁気で3Dプリントする

研究用の人工腫瘍を作るために人間の細胞を磁気で3Dプリントする

出典: 3D Printing Business 医者に行って、万人向けの一般的な治療を受けるのではなく、症状に合わせて特別にカスタマイズされた薬を処方されたと想像してみてください。治療の信頼性が高まると思いますか?マクマスター大学のエンジニアチームは、3Dプリント技術を使用して人工腫瘍を作成する方法を発見し、研究者が新しい薬や治療法をテストして個別化医療を実現するのに役立っています。

現在、人間の健康を研究する研究者にとって、検査は法外な費用と時間がかかります。研究は多くの場合、病気を理解するために実験室で行われ、例えば、薬物やそれが人間の細胞に与える影響をテストするために、ヒトまたは動物の細胞の単層 (2D モデル) を作成します。あるいは、動物モデルは病気の進行を研究するために使用されます。複数の細胞層を持つ真の 3D 細胞クラスターを生成して、生体内の状態をよりよく模倣できれば、テストで動物を使用する必要がなくなる可能性があります。

磁石で3D細胞クラスターを素早くプリント<br /> 機械工学および生体医学工学の教授であるイシュワール・K・プリ氏が率いるマクマスター大学のチームは、磁石を使用して3D細胞クラスターを迅速に印刷する新しい方法を開発しました。

これを実現するために、マクマスター大学のチームは細胞を含むさまざまな物質の磁気特性を利用しました。物質によっては、他の物質よりも磁石に強く引き付けられたり、磁石の影響を受けたりするものがあります。磁化率の高い物質は磁石に対してより強い引力を持ち、磁石に向かって動きます。磁化率が低く、引きつけられる力が弱い物質は、磁石から離れた磁場の弱い領域に移動します。

磁場を設計し、磁石を慎重に配置することで、2 つの材料の磁化率の差を利用して、磁石を 1 つの体積内に集中させることができます。

研究チームは、磁性塩水和物Gd-DTPAを含む細胞培養培地にヒト乳がん細胞を懸濁してバイオインクを作成した。ほとんどの細胞と同様に、これらの乳がん細胞は、FDA が承認した人体用 MRI 造影剤である Gd-DTPA よりも磁石に引き寄せられやすい。したがって、磁場が適用される場合、塩水和物は磁石に向かって移動し、バッテリーを最小磁場強度の所定の領域に移動します。これにより、3D 細胞クラスターの形成が始まります。

この方法を使用して、研究チームはわずか 6 時間で 3D 癌腫瘍を印刷しました。塩水和物が細胞に対して有毒でないことを確認するためのテストが実施され、現在は人間の組織をよりよく模倣した細胞クラスターを印刷するためのより複雑なバイオインクの開発に取り組んでいる。

将来的には、3Dプリントによってがん細胞を含む腫瘍を素早く作成し、これらの人工腫瘍の薬剤に対する反応を迅速にテストし、多数の実験を同時に実行できるようになるでしょう。ヒューマノイド細胞クラスターの印刷は、将来的にはさまざまな組織や臓器の 3D 印刷への道も開きます。

彼らの研究「MCF-7細胞インクを使用した細胞構造の高速磁気3Dプリント」は、2月4日に科学協力ジャーナル「Research」に掲載されました。

「私たちは、現在の生物学的限界を克服するエンジニアリングソリューションを開発しました。これは、組織工学技術と再生医療を加速させる可能性を秘めています」と、バイオメディカル工学部の博士課程の学生で、この論文の主執筆者であるサラ・ミシュリキ氏は語ります。「安全で制御された非接触の方法で細胞を迅速に操作する能力により、足場を使用せずに、人間の組織に見られる独特の細胞地形と微細構造を作成できます。」

「3D細胞クラスターを生成するこの磁気的方法により、より複雑な生物組織モデルを迅速かつ経済的に作成することに近づき、学術研究室や産業界における技術的解決策の発見が加速される」と研究員のラケシュ・サフ氏は述べた。

出典: 3Dプリンティングビジネス情報

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