頭脳が足りないと感じますか?怖がらないでください。3Dプリントされた脳があなたのためにあります

最近、広州で開催された第一回科学技術プロジェクト審査会議で、待望の吉華実験室が披露されました。国家実験室の構築を目指すこの戦略的な科学技術イノベーションプラットフォームは、国家の主要プロジェクトと佛山の産業の共通重点技術ニーズを同時にターゲットにし、国家の主要な戦略的ニーズと地域の経済発展に同時に貢献できる点で広く注目を集めています。

将来的には 3D プリントで脳組織を作成できる可能性があります<br /> 3D プリント技術で生きた人間の組織を作成できるでしょうか?それほど遠くない将来、これは単なるSFではなくなるでしょう。「今後、人々の生活の質の追求はますます高まるだろう。国際製造技術の最前線として、生体組織の3Dプリントは将来の国家生活戦略と新興産業の方向となるだろう」。プロジェクト検討会議で、西安交通大学の特別教授である李迪塵氏は、このプロジェクトは軟骨と骨組織、乳房組織、多層皮膚組織、脳と神経組織の4つのテーマを含む、一般的な人間の病気に焦点を当てると述べた。このプロジェクトは最先端の応用研究と基礎研究によって支えられています。 Li Dichen 氏は、研究室を支援し、革新的な成果を生み出すためのプラットフォームを構築したいと考えています。

軟骨と骨の関節組織の製造に関する研究において、李迪塵氏のチームは、軟骨と骨組織で構築された足場を作成し、軟骨と骨を組み合わせて軟骨組織の欠損の大きな部分を修復することを目指しています。乳房組織製造研究の目標は、現在臨床使用されている生分解性のアクティブ乳房スキャフォールドを作成することです。「これまで生産された皮膚組織は表面層のみで、通気性や発汗機能はありませんでした。」李迪塵氏はさらに、多層皮膚組織の製造は細胞3Dプリント技術に属し、現在マウスで実験を行っていると紹介した。脳組織の製造に関しては、このテーマは脳の修復のためのソリューションを提供するだけでなく、さらに重要なことに、脳科学研究のモデルを提供し、培養環境での多層 3D プリント脳組織構造の成長を可能にします。

「軟組織が人体組織とどのように一致し融合するか、軟組織と硬組織の境界面がどのように形成されるか、高精度のマルチセルプリンティングがどのように存続し共存するか、これらは研究における新たな傾向であり課題です。私たちは、設計、材料、プロセス、設備、機能システムのすべての側面を含む、設計と製造から機能形成まで、この分野の研究を発展させたいと考えています。」李迪塵氏は、将来のフロンティアは3Dプリント脳組織と神経組織の開発であると述べた。彼のチームが現在解決に取り組んでいる科学的課題には、マクロレベルとミクロレベルで人体組織をどのように設計するか、マルチマテリアル人体組織製造をどのように実現するか、3Dプリントされた組織の活性をどのように維持するか、そしてそれらを人体と共存させる方法などが含まれます。

復号化はどの程度進んでいますか?国際トップレベルを達成 1990 年代初頭から、体外医療モデルやデバイスの 3D プリントが徐々に登場してきました。 1995年頃、3Dプリントされた人体組織の「代替品」が国際的に登場したが、人体に埋め込まれたこれらの「代替品」は機能しなかった。 1998 年から 2003 年にかけて、3D プリンティングは活性組織 (組織工学スキャフォールド) の研究方向へと発展し、この頃、細胞 3D プリンティングの研究も始まりました。

2001年、李迪塵のチームは3Dプリント技術を使って下顎骨を作成した。彼の業績は海外での臨床応用より10年も先を進んでいた。 2016年に、研究チームは気管と乳房用の組織工学用足場を作成した。「この2つの研究は世界最古のものです。しかし、細胞3Dプリント（つまり、多層皮膚組織、脳組織、神経を製造する技術）の研究は、国内外で臨床応用されていません。」と李迪塵氏は述べ、人体組織や臓器の3Dプリントを推進し、人工補綴物から活性組織、硬組織から軟組織の製造へと発展させたいと希望を表明した。

工業化が達成されるまでにどれくらいの時間がかかると予想されますか?
海外では、ハーバード大学、マサチューセッツ工科大学、ウェイクフォレスト大学、ミシガン大学、オーストラリアのクイーンズランド工科大学などがこうした研究に取り組んでいます。その中で、血管付き分解性軟組織と分解性気管ステントの印刷に関する研究では、李迪塵氏のチームは米国のハーバード大学やミシガン大学のチームと「並行して研究」を進めることができた。「我々が国際的に先進的なレベルに追いつくことは十分可能です。研究の全体的な傾向は活性組織へと向かっています。」李迪塵氏は、医療応用では上海交通大学第四軍医大学と第九人民病院がともに臨床実験研究を開始したと語った。

このプロジェクトに関して、専門家のレビューでは、産業化には何年かかるのかと質問されました。「我々は広東省（仏山）に行き、成果の産業化を早急に実現したい」と李迪塵氏は述べた。3Dプリント下顎骨の研究を例にとると、2004年に医薬品規制当局に登録を申請してから登録が通るまでに14年かかったという。今年、国は科学研究の推進と切り離せない関連指導文書の発行を開始しました。さらに彼は、工業化のプロセスは技術的な問題を解決することだけではなく、技術的リーダーシップを通じて技術、管理、政策の各レベルで勢いを生み出すことができることを期待していると述べた。

科学的な問題をどうやって突破するか？
第1回プロジェクト審査会議では、国の主要な戦略的ニーズを満たす「一流」プロジェクトに加え、産業の変革とアップグレード、地域経済の発展に関連するいくつかのプロジェクトが最終候補に挙げられました。これには、国内の数十億ドル規模の自動車用ワイヤーハーネス業界における手作業生産の現状を変える自動車用ワイヤーハーネス用のインテリジェントフレキシブル自動生産ラインや、数兆ドル規模の衣料品市場をターゲットとしたインテリジェントフレキシブル衣料品技術および設備が含まれます。「これらの『現場』プロジェクトは、まず佛山市、広東省、さらには全国の製造業で緊急に必要とされている重要な技術を解決しなければなりません。」済華実験室の曹建林会長兼所長はさらに、これらの一連のプロジェクトがわが国の製造業の長期的な発展を促進することへの期待を表明した。

醤油醸造業界に変革をもたらす可能性のある人工照明システム開発プロジェクトを例にとると、このプロジェクトの突破口は、世界の薄口醤油乾燥技術と設備の研究ギャップを埋め、さらにこれを出発点として醤油のインテリジェント製造を実現することです。プロジェクトリーダーである復旦大学工学応用技術研究所の劉牧清教授は、LEDスペクトルシステムを使用して発酵タンクを照らし、醤油醸造における光の完全な制御を実現し、光を制御することで醤油の風味と品質をさらに向上させたいと語った。

このような想像力豊かな応用基礎研究プロジェクトが、科学的問題の解決において画期的な成果を達成することは可能でしょうか?プロジェクト検討会議では、専門家の審査員が、淡色と醤油の風味の関係は科学的な問題に関係しており、そこに革新性と難しさがあると特に指摘した。この見解は他のレビュー専門家の注目を集めました。専門家の中には、まずは小規模生産から始めて、その後醤油の味に関する国家基準の確立に取り組むべきだと提案する者もいた。さらに、風味が人間の健康にどのような影響を与えるかを理解するための基礎研究も必要です。

一般的に、導入されるプロジェクトが「一流」かつ「ローカル」であることを保証するために、Jihua Laboratory は科学技術プロジェクトを導入するプロセスにおいて「半方向性」と「基本方向性」のアプローチを採用しています。これは、最も有能な国内チームとユーザーユニット (企業) が参加し、共同で予備的なプロジェクト計画を提案できるようにするためです。曹建林氏は、このプロセスでは、まず広範な研究を行い、「立ち上がって地に足をつける」中で解決すべき最も緊急の問題を計画し、その後これらの問題を持ち出して科学技術チームと議論する必要があると紹介した。これは、これらのプロジェクトが確実に「成功裏に」進むようにする上で非常に重要です。

出典：広州日報

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