ノースイースタン大学はバイオプリンティング技術と材料で画期的な進歩を遂げ、人間の臓器の3Dプリントを実現することが期待されている。

この投稿は warrior bear によって 2025-2-22 18:59 に最後に編集されました。

2025年2月22日、南極熊は、米国ノースイースタン大学の報告によると、生体組織のバイオプリンティング技術に画期的な進歩があり、血管や人体の臓器の3Dプリントが間もなく実現すると知りました。ノースイースタン大学のバイオエンジニアリング教授であるGuohao Dai氏とその同僚は最近、柔らかい生体組織の3Dプリント用に設計された新しい弾性ハイドロゲル材料の特許を申請した。

この特許のタイトルは「バイオプリンティング用生分解性弾性ハイドロゲル」です。リンク: https://coe.northeastern.edu/news/patent-for-new-material-for-3d-printing-of-living-tissues/

現代医学では、頭蓋骨プレート、股関節、義肢、医療機器などの硬質インプラントの製造に 3D プリント技術が使用されています。しかし、臓器や軟組織の3Dプリントは依然として大きな課題であると、3Dバイオプリンティング、幹細胞、血管バイオエンジニアリングを研究するダイ教授は述べた。
軟組織には伸縮可能な弾性材料が必要ですが、既存の材料にはこの弾性がありません。「弾力性は組織の正常な機能を維持するために非常に重要だ」とダイ氏は言う。この謎を解くことで医学に革命が起こり、臓器移植は過去のものになる可能性がある。
写真提供: アリッサ・ストーン/ノースイースタン大学。
ハイドロゲルは水分を保持できる合成ポリマーです。たとえば、肌に栄養を与えるフェイシャルマスク、薬剤を送達する創傷被覆材、快適さと酸素輸送のために多量の水分を含むソフトコンタクトレンズなどを作るのに使用できます。従来のハイドロゲルは、伸びたりねじれたりすることに耐えられないため、3Dプリントするにはあまりにも脆く、医療用途が限られているとダイ氏は語った。
この問題に対処するため、ダイ氏はテキサス大学アーリントン校のイー・ホン氏と協力した。ホン氏は柔らかいハイドロゲルを伸縮性のあるものにする方法を考案し、ダイ氏は3Dプリントの専門知識を活用して、ハイドロゲルの特定の特性をさらに改良し、プリンターを通過できるようにしました。印刷ノズルを通過するには、材料は液体である必要がありますが、オブジェクトが印刷された後もその形状を維持する必要があります。
この新しい材料は液体溶液に溶け、印刷後に大量の水をカプセル化することができます。これは、平均 60% が水で構成される人体の環境をシミュレートするため、細胞の成長に非常に有益です。印刷する前に、細胞を液体溶液に注入します。印刷された物体は青色光にさらされ、光化学反応を引き起こし、生きた細胞を傷つけることなくゲルに弾力性を与えます。
写真提供: マシュー・モドゥーノ/ノースイースタン大学「チューブや血管など、どんな形状でも印刷できます」とダイ氏は言う。「印刷された構造物の中で細胞が増殖して成長し、人間の血圧を模倣するために脈動圧力下で培養します。」
新しい弾性ハイドロゲルのもう一つの重要な利点は、生分解性であることです。目標はポリマーを完全に分解可能にし、細胞がそれを自身のコラーゲンとエラスチンに置き換えて、強く自然な血管を形成することです。「これは人体にとって自然なことではない。だからこそ、最終的には完全に消え去ることを期待している」とデイ氏は語った。
これまでのところ、印刷された血管（2週間培養）はまだ比較的脆弱であり、人間の血圧に耐えることができません。デイ氏は、培養期間を2か月に延長する（費用のかかる実験）ことで、細胞が完全に強固な構造を形成できるようになると信じている。
さらに、研究者らはハイドロゲルの分解を早めることに取り組んでおり、細胞が機能的な血管に成熟する2～3か月以内にハイドロゲルが溶解することを目標としている。この技術により、最終的には患者が自分の細胞を使って血管を作ることが可能になるかもしれない。ハイドロゲルが分解されると、体はそれを自然に置き換え、完全に機能する組織または臓器を形成します。

ノースイースタン大学はバイオプリンティング技術と材料で画期的な進歩を遂げ、人間の臓器の3Dプリントを実現することが期待されている。

北京紅瑞3Dのスタッフ一同は、南極熊を通じて熊好きの皆様に新年のご多幸をお祈りいたします。

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