先駆的な研究: 3Dバイオプリント細胞パッチが損傷した横隔膜の修復に利用される

先駆的な研究: 3Dバイオプリント細胞パッチが損傷した横隔膜の修復に利用される
日本の研究グループがバイオマテリアル誌に発表した「バイオプリント3D細胞パッチによる横隔膜再生」と題する研究論文によると、研究グループは3Dバイオプリント細胞パッチを使用してラットに貼り付けた損傷した人間の横隔膜を修復し、一定期間後に3Dプリント移植片の「完全な組織統合」を観察したという。エキサイティングなバイオプリンティング研究が臨床試験への道を開きます。

研究者らは、損傷した横隔膜に3Dバイオプリントされたヒト細胞のパッチを貼り付ける ラットを使った科学的実験は少し難しいかもしれませんが、3D バイオプリンティングの分野の研究は非常に実践的です。過去数年間、3D バイオプリンティングの専門家が、3D プリントした肝芽、そして後には 3D プリントした気管を生きたラットに移植することで、研究を大きく前進させてきました。

これらの実験が計画通りに進めば、多くのバイオプリンティング研究者や企業の最終目標である、移植可能な 3D バイオプリントされた人間の臓器に向けた重要な一歩となります。この3Dプリント肝芽の研究者2人、中山耕一氏(佐賀大学、サイフューズバイオメディカルの共同創設者兼株主)と田口智明氏(九州大学)は、他の研究者と共同で、新たな研究を発表しました。

この新しい研究では、横隔膜という別の体の部分の 3D バイオプリンティングと再生を試みます。 3Dバイオプリンティング研究が実施されたのは、小児外科において、天然組織(患者の体の他の部分から採取した組織)を使用して横隔膜ヘルニアを治療する方法を見つける緊急の必要性があったためです。

現在、医療の現場で使用されている、有機材料と無機材料の両方で構成されたいわゆる「メッシュ」パッチは、ヘルニアの再発につながることが多く、医師も患者も何としてもこれを避けたいと考えている。これらのグリッドの多くは、患者に合わせて成長しないため、しばらくの間機能しなくなります。研究者らは、3Dバイオプリンターを使用して、ヒト細胞(ヒト真皮線維芽細胞およびヒト臍帯静脈内皮細胞)で構成された、足場のない大型組織パッチを生成することで、ラットに取り付けられた損傷したヒト横隔膜の修復を目指しました。


Cyfuse Biomedical の研究用 3D バイオプリンター Regenova

研究チームは、この研究によって、他に有効な治療法がない先天性横隔膜ヘルニアを持って生まれた人々の治療法が改善されることを期待している。この興味深い研究のために、科学者が選んだバイオプリンターは、ケンザン法と呼ばれる独自の細胞プロセスを使用する、Cyfuse Biomedical 社の Regenova 3D バイオプリンターでした。彼らが印刷した細胞パッチは、長さ約20mm、内径3mm、厚さ1mmでした。

Regenova のような定評のあるバイオプリンターから期待されるように、3D プリントされた細胞パッチは弾力性が高く、移植に適しています。これは医療従事者に希望を与え、プログラムは大成功でした。バイオプリントパッチを貼った後、ラットは710日間生存し、研究者らは「ラットが成長するにつれて移植片の組織が完全に統合された」と指摘した。

組織学的検査では、再建された横隔膜内の筋肉構造、新生血管、神経ネットワークの再生が示されました。このため、日本の研究者らは、今回の研究結果について「作製した細胞パッチが横隔膜欠損の修復に極めて安全かつ効果的な治療戦略であることを実証し、臨床試験への道を開くもの」と述べた。

「我々の知る限り、細胞のみでできた移植片を使用して横隔膜の欠損を修復したという報告はこれが初めてです」と研究者らは言う。将来はどうなるのだろうか?研究者らは現在、ケンザンの新しい設計をウサギなどのより大きな動物で試し、5×6センチメートルのより大きな細胞パッチを作成することを計画している。

出典: 3Dプリンティングビジネス情報
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