流動ゲルが軟組織の3Dバイオプリンティングにおける新たなブレークスルーを実現

Antarctic Bearによると、英国ハダースフィールド大学の研究チームが最近、生物学的3Dプリントの分野で大きな進歩を遂げたという。同チームは、生物学的材料を懸濁させる媒体として使用できる特殊な流動ゲルを開発した。これにより、軟組織の複製を試みる科学者が直面する共通の問題、つまり使用されるポリマーバイオプリンティング材料の粘度レベルが極めて低い問題が解決されることになります。
3D バイオプリンティングは通常、特定の構造で生物学的材料の層を敷き詰め、それを有機組織を形成するための足場として使用することによって機能します。この方法は、詳細なデジタル設計から人工的に組織を誘導的に成長させることができ、生体適合性に関する問題を防ぐ有機的な基盤を備えているため、骨折、筋肉外傷、その他の組織損傷の治療に大きな可能性を秘めています。しかし、バイオポリマーの液体のような質感により印刷された構造が不安定になるため、この技術を使用して柔らかい組織を印刷することはこれまで制限されていました。

「粘度が非常に低い材料の場合、最初の層を敷くと、その材料自体の重みで崩れてしまい、形を保てなくなります」と、ハダーズフィールド大学応用科学学部のバイオポリマー材料講師、アラン・スミス博士は語る。「だから次の層を印刷するとまっすぐにならないんです。」

スミス氏はバーミンガム大学の同僚であるサミュエル・モクソン博士とともに、軟組織のバイオプリンティングをより効率的に行う方法を考案した。生物組織の最初の層は、それ自体で立って印刷プラットフォームに付着するのではなく、研究者が作成した粘着性のゲルの中に浮遊することになります。これにより安定性が維持され、構造が構築されるまで後続の層を追加できるようになります。このゲルは、胎児が最初に成長する粘性のある羊水と同様の働きをします。構造が完成すると、組織に損傷を与えることなく、流動性ゲルを簡単に洗い流すことができます。

大学はこの研究をさらに進めるために最先端の 3D バイオプリンターを導入し、現在ではさまざまなアプリケーションの開発に取り組んでいます。研究チームは、吊り下げ式製造技術の概念実証に成功し、その結果は「吊り下げ式バイオ構造の製造」と題する論文として『Advanced Materials』誌に掲載された。この記事では、軟骨の欠損を修復するための軟骨プラグを作成するために使用できる組織スキャフォールドの作成について詳しく説明します。

チームは現在、この手法をより高度な組織工学研究に統合しようとしている。彼らは現在、さまざまなポリマー材料を使用して、比較的短期間で臨床試験の準備ができる構造物を製造することを研究しています。

（出典：ハダーズフィールド大学）
重点分野の一つは、幹細胞を利用してそのアプローチの応用範囲を拡大することです。幹細胞は周囲からの刺激に応じて様々な形で発達し、環境に応じて骨細胞、脂肪細胞、筋肉細胞、またはその他の種類の細胞になることができます。幹細胞とチームの流体ゲル懸濁液法を組み合わせることで、非常に柔らかいものから非常に硬いものまで、さまざまな種類の生体材料を段階的に印刷するための基本的な方法を開発することができました。

出典: 中国3Dプリンティングネットワーク

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