3Dバイオプリント心臓パッチの進歩と課題のレビュー

3Dバイオプリント心臓パッチの進歩と課題のレビュー
出典: EngineeringForLife

心筋梗塞(MI)は不可逆的な心筋壊死を引き起こし、世界中で2億5000万人が罹患しており、現代の最も重要な伝染病の1つとなっています。ここ数年、バイオプリンティングは、単に細胞を生体材料に組み込むという概念を超えて、細胞が印刷される微小環境(構造、生体分子シグナル伝達、機械的刺激など)を戦略的に定義することへと進化しました。さまざまなバイオプリンティングの用途の中で、心筋修復は組織修復微小環境の管理に向けて最も大きな進歩を遂げた分野の 1 つです。

これを踏まえ、ポール・サンテール氏と浜州医科大学の彼のチームは、生体材料設計パラメータ、成長因子/サイトカイン、生体力学的および生体電気学的調節、ならびに革新的な生体材料ベースの心筋組織の「4D」バイオプリンティング(3Dスキャフォールド構造+時間的形態変化)、免疫調節、および持続放出システムを特に考慮して、心臓パッチバイオプリンティングにおける最新の生物医学的イノベーションの批判的評価を実施しました。
要点:

(1)主な課題としては、心臓細胞を大量に生成する能力、高密度の毛細血管ネットワークを実現すること、天然の心臓細胞外マトリックスに匹敵する生体材料設計を確立すること、心臓組織の微小環境の手がかりを取り入れながら複雑なシステムを管理すること、高速かつ正確なバイオプリンティング技術を確立することなどが挙げられます。これは、再現性と臨床応用を可能にするために品質保証を考慮しながら行う必要があります。

(2)本論文では、バイオプリント心臓パッチの評価、保管、配送、移植に関連する現在の臨床応用の障壁と規制上の問題についても詳細に議論している。全体として、この記事は、心臓パッチのバイオプリンティングに関連するバイオインク(生体材料、細胞源)の設計、製造、および製造後のプロセスについての洞察を提供し、これが臨床上の実現可能性と重要な規制問題にどのように影響するかを強調しています。

(3)この記事では、心臓パッチのバイオプリンティングには、イメージングおよび3Dモデリング技術者、生体材料科学者、付加製造の専門家、医療専門家の間での広範な協力が必要であることを強調しています。

(4)さらに、この研究は、ロボット工学と自動化の潜在的な利用を明らかにし、生産性の向上、財務コストの削減、バイオプリントされた心臓パッチの標準化と真の商業化を可能にすることで、心臓パッチバイオプリンティングの将来の分野を導くことができます。

出典: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.056

生物学、細胞、心臓

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