新しい3Dプリント神経足場が脊髄損傷の治療に役立つ可能性

2018年8月11日、アンタークティックベアは海外メディアから、ミネソタ大学の研究者らが、長期の脊髄損傷を負った患者の身体機能の一部を回復させるのに役立つ3Dプリントガイドデバイスを開発したことを知りました。

ミネソタ大学の研究者らは、脊髄疾患患者の機能回復を助ける可能性のある、生きた細胞を使った3Dプリント装置のプロトタイプを開発した。装置のサイズは各患者の脊髄に合わせてカスタマイズできます。身体による拒絶反応を避けるために、患者自身の細胞がガイド上に印刷されます。画像提供: ミネソタ大学

プレスリリースによると、3Dプリントされたレールはシリコン製で、特殊なユニットのプラットフォームとして機能し、その上に3Dプリントされる。

このガイドは脊髄の損傷部位に外科的に埋め込まれ、損傷部位の上下の生きた神経細胞間の一種の「橋」として機能します。この装置の目的は、患者の痛みを和らげ、筋肉、腸、膀胱の制御などの機能の一部を取り戻すことです。

「成体細胞由来の神経幹細胞を3Dプリントしたガイド上に直接3Dプリントし、研究室で細胞を活性神経細胞に分化させることができたのはこれが初めてだ」とミネソタ大学のマイケル・マカルパイン准教授は語った。

現在、米国では約 285,000 人が脊髄損傷を抱えて生活しており、毎年全国で約 17,000 件の新たな脊髄損傷が発生しています。

「これは脊髄損傷患者に対する治療法開発における非常に刺激的な第一歩だ」とミネソタ大学医学部のアン・パー助教授は語った。「現在、長期の脊髄損傷を患う人々に対する、適切かつ正確な治療法は存在しない。」

新しい方法の開発には2年以上かかりました。チームの手法により、研究者は皮膚細胞や血液細胞など、成人のあらゆる細胞から研究を始めることができる。研究者たちは新たなバイオエンジニアリング技術を用いて、細胞を神経幹細胞に再プログラムすることに成功した。その後、エンジニアは独自の 3D 印刷技術を使用してこれらのユニットをシリコンガイド上に印刷し、同じ 3D プリンターを使用してガイドとユニットの両方を印刷しました。このガイドは細胞を生かし続け、ニューロンになることを可能にします。

研究チームは、脊髄の損傷部分に外科的に埋め込み、損傷の両側の生きた細胞をつなぐガイドのプロトタイプを開発した。

この色強調画像は、3D 印刷プロセスを生き延びた生きた細胞を示しています。成人のヒト細胞から抽出した神経幹細胞をガイド上に 3D プリントし、実験室で活性神経細胞に分化させました。画像提供: ミネソタ大学

「すべてがちょうどいいタイミングで起こった」とパー氏は語った。「近年開発された最新の細胞バイオエンジニアリング技術を活用し、最先端の3Dプリント技術と組み合わせることができました。」

マカルパイン氏はまた、「繊細な」細胞の3Dプリントは非常に難しいと述べた。「難しいのは、細胞を元気に生きたまま保つことです。印刷プロセス中に、いくつかの異なる配合をテストしました」とマカルパイン氏は語った。「3Dプリントの過程で細胞の約75パーセントを生かし続け、それを健康なニューロンに変えることができたのは、実に注目すべきことだ。」

次のステップが成功すれば、この研究の成果は脊髄損傷を抱えて生きる人々の生活を変える可能性があります。「損傷部位に何らかの信号を送ることで患者の機能を改善できることがわかった」とパル氏は語った。

「脊髄の足場を生成するための幹細胞由来神経前駆細胞の3Dプリント」と題されたこの研究は、Advanced Functional Materials誌に本日オンラインで発表された。

論文リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201801850

出典: 3ders

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