目録: 2017 バイオ 3D プリンティングイベント

2017年、3Dプリンティング業界は生物学分野を含むさまざまな分野で大きな進歩を遂げました。さて、Antarctic Bear は今年、世界の生物学的 3D プリント業界が達成した驚くべき成果を振り返ります。

1. CELLINKが新しい生物学的3DプリンターBIO Xを発売：クローズドデザイン＋3つのプリントヘッド
1月、スウェーデンの企業CELLINKは第3世代の生物学3Dプリンター「BIO X」を発売した。この機械は科学研究用に特別に設計されたと言われており、その主な特徴は次のとおりです。

① プリントヘッドの数が2個から3個に増加し、それぞれが交換可能で、さまざまな材料を印刷でき、個別に加熱できます（さまざまな種類の生細胞やコラーゲンをより良く印刷するのに役立ちます）
② 密閉された印刷チャンバーにより、印刷がより安全になり、場合によっては必要な無菌環境が確保されます。 ③ 印刷プラットフォームの温度は制御可能で、さまざまな特性の材料との互換性が向上します。 ④ 材料の互換性が良好で、CELLINK の材料だけでなく、他の多くの会社の材料も使用できます。 ⑤ タッチスクリーンを装備しており、操作がより便利です。 ⑥ 使いやすいソフトウェアがインストールされており、ユーザーをステップバイステップでガイドできるため、印刷プロセスが大幅に簡素化されます。

BIO X の価格は 39,000 ドルにもなりますが、CELLINK の CEO 兼創設者である Erik Gatenholm 氏は、依然として主要な研究機関の関心を引くことができると考えています。

2. UCLA、3Dプリントで薬剤に使用できる新しいバイオインクを開発

2月に、カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）は、ジェット3Dプリント技術によって医薬品として製造できる新しいバイオインクを開発したと発表した。このような薬剤の溶解速度は、通常の薬剤よりもはるかに速いです。

これは誰にとっても朗報です。なぜなら、私たちはそれぞれ、外見だけでなく薬の吸収方法もユニークだからです。しかし、現在の医薬品は大量生産されており、すべての人のニーズを満たすことはできません。しかし、3D プリントはこの問題を完璧に解決できます。実際、2015 年に発表された「親水性医薬品のインクジェット 3D 印刷用光硬化性インク」という論文では、現在最も売れている医薬品トップ 10 は、服用した人の 4% ～ 25% にしか治療効果がない、と指摘されています (下の図を参照)。

この新しいタイプのバイオインクの主成分はヒアルロン酸（皮膚、結合組織、神経系に広く存在する天然の生体分子）であると報告されています。3Dプリントのプロセスは、おおよそ次のようになります。

①光重合開始剤と混合し、光に当たると固まるようにする ②ロピニロール塩酸塩（パーキンソン病の治療薬）と混合して薬剤原料を形成する - ここで、ロピニロール塩酸塩がAPIとして選択された理由は、主に親水性が高く溶解しやすいためです - これは、人体への吸収を促進するだけでなく、薬剤の溶解速度の測定にも役立ちます ③ 上記の混合物を圧電ノズルを通して堆積させて形成します（下図参照）

同時に、UCLA チームはインクジェット技術を選択した主な理由も説明しました。

①この技術は成形速度が速く、医薬品の大量生産のニーズを満たすことができます。 ②この技術は室温で実行できるため、医薬品の有効成分（API）が損傷しないことを保証する鍵となります。

それで、この 3D プリントされた薬の効果は何でしょうか?もちろんかなりいいですよ！実際、UCLA チームは、胃を模した酸性環境での溶解速度をすでに測定しています。結果は下図の通りで、15分以内に溶解率が60％を超え、30分後には80％を超えました。しかし、この薬には欠点もあり、溶解後 1 時間で少量 (約 4%) が失われます。

3.ナノディメンションが3Dバイオプリンティング子会社を設立、3Dプリント腎臓に注力

2月、イスラエルの電子機器3Dプリント大手ナノディメンションは、生物学3Dプリントに特化した子会社を近々設立することを正式に発表した。新会社は、ナノディメンションのエレクトロニクス部門から独立した資金提供を受けると報じられており、末期腎不全（ESRD、腎不全につながる）の治療に効果のある人間の腎臓構造の3Dプリントに重点を置き、細胞と組織の3Dプリント専用プラットフォームを構築する予定だ。

では、なぜ Nano Dimension は ESRD の治療に 3D プリントされた腎臓構造の使用に重点を置くことにしたのでしょうか?これは主に、これらの病気を治すには透析や腎臓移植が必要になることが多く、患者数が多い（米国だけで約10万人）ことが理由です。しかし、腎臓を提供する人はそれほど多くありません。そのうちの約5分の1しかなく、腎臓の供給源が深刻に不足していることを意味します。したがって、3D プリント技術を使用して人工腎臓を製造できれば、この問題点を効果的に軽減したり、解決したりすることができます。

なお、Nano Dimension はこれまで Accellta との協力を通じて幹細胞を使用して活性組織構造を 3D プリントする技術の検証に成功しており、現在は臨床試験の承認を待っているところだ。したがって、彼らは次の 3D プリント腎臓にこの技術を使用する可能性が非常に高いです。

4.日本は生きた細胞を使って3Dプリントカテーテルを製造し、神経損傷を効果的に治療できる

2月、日本の京都大学は神経損傷治療の研究で新たな進歩を遂げた。同大学はヒト線維芽細胞を材料として使い、サイフューズのRegenovaバイオ3Dプリンターを使用してステントフリーカテーテルを作成したのだ。マウスを使った実験により、このカテーテルは神経細胞の再生を効果的に促進するだけでなく、より優れた効果もあることがわかった。

実験のプロセスは大まかに次のとおりです。研究者らはまず、免疫不全の成体マウス12匹を見つけ、その太ももの真ん中にある右坐骨神経を約5 mm切除し、2つのグループに分けました。1つのグループ（マウス6匹）の切断された神経をこの3Dプリントカテーテル（8 mm）に接続し、もう1つのグループを標準的なシリコンカテーテルに接続しました。

その結果、3Dプリントカテーテルを使用したグループは神経の再生に成功しただけでなく、後者のグループよりも大幅に速い速度で再生できたことに研究者らは驚きました。さらに、このグループは中足骨の振り、筋肉の活動電位、神経細胞の発現、前脛骨筋の重量増加に関してより優れたデータを持っており、これは神経損傷の治療に新たな希望をもたらすものである。

この3Dプリントカテーテルの臨床試験は2019年に開始される予定です。成功すれば、同社と開発元である京都大学、そしてサイフューズも歴史に名を残すことになるだろう。日本だけでも、仕事などのさまざまな理由により、毎年5,000人から10,000人が神経障害を患っていることを知っておく必要があります。

5.米国の大学が5mmの大きな血管網を3Dプリントし、動物に移植することに成功した

3月、カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）は、独自に開発したデジタル光処理（DLP）3Dプリンターを使用して、わずか5mmの大きさの複雑な血管網を作成した。マウスに移植された後、マウスの血管系とうまく統合され、正常な機能を示した。

この偉業は、UCSDのナノエンジニアリング教授であるShaochen Chen氏が率いるチームによって達成され、これまでに登場した同様のプロジェクトに比べていくつかの明らかな利点があると報告されています。

①実際の人間の血管スキャンデータを基に作成しているため、印刷される血管は毛細血管も含めより複雑です。比較すると、他の多くの同様のプロジェクトでは、単純な段落が印刷されるだけです。
② 光感受性ポリマーに加え、ハイドロゲルや内皮細胞も使用されているため、血管網との適合性が優れています。さらに、感光性ポリマーのコストは依然として非常に低いです。
③印刷速度が非常に速く、全体のプロセスはわずか十数秒しかかかりません（もちろん、血管ネットワーク自体が非常に小さく、サイズがわずか4 mm x 5 mm x 0.6 mmであるためでもあります）。押し出し3D印刷技術を使用する場合、数時間かかる可能性があります。

チェン教授と彼のチームは、3Dプリントされた血管ネットワークを1日かけて成長させた後、それをマウスの皮膚損傷部に移植した。 2週間後、研究者たちは、これらの人工血管がマウス自身の血管網にうまく統合されただけでなく、何の障害もなく、マウスの血液循環が完全に正常であったことに驚きました。

この画期的な進歩が人間の臓器移植に新たな希望をもたらすことは間違いありません。しかし、陳教授は、この3Dプリント血管ネットワークは現時点では栄養素や老廃物の交換や輸送といった天然血管のすべての機能を備えているわけではないため、実現には時間がかかるだろうとも述べた。次に、彼らはヒトの人工多能性幹細胞を使用して生体組織を作成し、そのような組織の移植後の拒絶反応を回避することを試みます。

6.米国は心臓病を治療できる3Dプリント組織パッチを開発した

4月、ミネソタ大学のバイオエンジニアリングチームは3Dプリントパッチの開発を発表した。これは、レーザー技術を使用して構造タンパク質を含むマトリックス上に人間の心臓幹細胞を「印刷」することによって作られ、心臓発作後の患者の損傷した心臓組織の治癒を効果的に助けることができると言われている。

これは全人類にとって朗報であることに疑いの余地はありません。ご存知のとおり、心臓病は人間の生命と健康を脅かす最大の死因です。現在、米国だけでも毎年36万人以上が心臓病で亡くなっています。

それで、この 3D プリントされたパッチはどのように機能するのでしょうか?患者が病気になると、心臓への血流が妨げられたり、遮断されたりして、心臓細胞が死滅し、最終的には心臓に永久的な傷跡が残ることが判明しました。これにより、患者は病気にかかりやすくなったり、心不全が重症化したりしやすくなります。しかし、心臓幹細胞で構成されたこのパッチは、心臓に貼り付けた後、活発に成長し、心臓と同期して拍動することができるため（下図参照）、損傷した心臓細胞を効果的に修復することができます。

これまでのところ、研究者らは動物実験を通じてこの3Dプリントパッチの有効性を確認している。研究者らは、模擬心臓発作を起こした実験用マウスの心臓にパッチを貼り付けたところ、1か月後にパッチがマウスの心臓にうまく統合され、その結果、心臓の機能が大幅に改善されたことがわかり、嬉しい驚きを感じた。

7.東京大学は、足場を使わない3Dプリント技術を使って活性肝組織を作成することに成功した。

4月、日本の東京大学創薬研究部門は、スキャフォールドフリーの3Dプリント技術により活性肝臓組織の製造に成功した。活性肝臓組織は長期間生存できるだけでなく、正常な機能も発揮できるため、医薬品の開発や試験に効果的に活用でき、医師が肝臓病の原因を探求するのにも役立つ。

この研究は大きな進歩です。なぜなら、これまでの類似研究のほとんどは、肝臓組織を複製するために 2D 培養法を使用していたからです。この方法は実行可能ではあるが、クローン肝臓組織が長期にわたって機能を維持することはできず、その適用範囲は大きく制限される。さらに、この方法で生成された肝臓組織にも真の 3D 構造が欠けています。ブラケットはこの問題を解決できますが、高い精度を実現することはできません。

話を元に戻すと、同済大学チームが研究結果を発表しました（興味のある方は、下の添付ファイルをクリックしてダウンロードしてください） - 3Dプリントされた肝臓組織は、少なくとも7週間は薬物代謝機能を維持し、非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）の病理学的状態を少なくとも3週間維持することができます。さらに、少なくとも3週間培養すると、培養液中に胆汁酸を分泌することも可能になり、11週間後にはインスリンを介してグルコース産生をうまく調節できるようになります。このような結果は、医薬品の研究開発における大きな応用可能性を示しており、非常に驚くべきことです。

東大チームが肝臓組織を印刷するために有名なRegenova社製の生物3Dプリンターを使用したことは特筆に値します。 Cyfuse Biomedical 社が開発したこの製品は、これまでに数多くの生物学的研究で優れた成果を上げています。

8.ポエティスが高解像度の8軸生物3Dプリンターを発売

5月、レーザーバイオプリンティングソリューションの世界的大手開発企業であるPoietisは、最新製品である単一細胞レーザー支援バイオプリンティングプラットフォームを披露しました。 3D ヒト組織モデルを生成でき、化粧品、医薬品、ヒト組織工学移植の開発および前臨床評価に幅広く使用できます。

この新製品の最大のハイライトは、生物組織を「単一細胞解像度」で印刷できる点です。これは高品質の生物組織を生産するために非常に重要です。このような高い解像度のみが生物組織の信頼性と再現性を確保できるからです。これに対し、通常のバイオプリンティング技術では「細胞をランダムに積み重ねる」という手法が採用されており、これらを全く保証することができません。

Poietis バイオプリンティングプラットフォームは、主に以下の革新により「単一細胞解像度」の印刷を実現できます。

①コンピュータ支援設計ソフトウェアを使用して、細胞レベルで複数の細胞と材料を統合し、3D組織とその周囲の環境における各細胞の位置を決定できます。 ②8つの動作軸と複数の実装監視システムにより、各細胞とそのマトリックスを正確かつ確実に印刷できます。 ③特殊なイメージングシステムにより、印刷された生物組織の一貫性を監視および検証できます。

9.小耳症の治療に使えるかもしれない、新しい「in situ 架橋」生物学的 3D 印刷技術の誕生

3Dynamic Systemsは5月、再生医療、特に小耳症の治療に使用できる新しい3Dバイオプリンティング法を開発したと発表した。この方法の核心は、二重の in situ 架橋プロセスとポリマーバイオインクを使用して、高精度の組織構造を印刷することです。

3Dynamic Systems は、この新しい生物学的 3D 印刷方法には、次の 3 つの主な目標があると述べています。1. 高解像度の堆積を実行できる新しいハイブリッドハイドロゲルを開発する。2. インサイチュー架橋プロセスを使用して、3D 印刷された生物学的構造が培養条件下で独自の複雑な形状を維持できるようにする。3. 3D 印刷された生物学的構造を使用して、元の軟骨前駆細胞システムを生成できるようにする。

ここでは、in-situ 架橋プロセスについて簡単に紹介します。その原理は、2 つのシリンジを使用して印刷を完了することです。 1つにはバイオインク（1ミリリットルあたり3500万個の軟骨細胞を含む）が充填され、もう1つには印刷プロセス中にハイドロゲルベースのバイオインクを架橋する役割を果たす塩化カルシウム（CaCl2）が充填されました。印刷プロセス自体については、直接デュアル押し出し技術によって実現されます。

生物学的構造（この場合は耳）が印刷されると、まず攪拌インキュベーター（組織の構造を維持し、「後処理組織成熟」に備える）内に配置され、次にポリジメチルシロキサン（PDMS）製のポリマー型に配置されます。金型により、バイオプリントされた形状が成熟期間を通じて変化しないことが保証されます。研究によれば、十分な条件が整えば、3D プリントされた耳は最大 3 週間細胞活動を維持できるそうです。

3Dynamic Systems によるこの研究は、実際に応用されるまでにはまだ程遠いですが、将来の再生医療の新たな基盤を築くものなので、非常に重要なものです。

10.アメリカの科学者が3Dプリントした卵巣を使ってマウスの出産を成功させる

5月、米国ノースウェスタン大学の不妊研究の専門家らはメスのマウスの卵巣を摘出し、3Dプリントした卵巣に置き換えた。人工卵巣を移植した後、メスのマウスは正常に排卵し、健康な子孫を出産した。

この3Dプリントされた卵巣は、「コラーゲンから作られたゲル状の材料」を使用して印刷されていると報告されています。研究者たちはこの材料を使用して細いフィラメントを「印刷」し、それを積み重ねてメッシュ構造にすることで、未熟な卵子の成熟を助けます。

卵巣は卵子の発達と成熟に不可欠ですが、がん治療やホルモン分泌に影響を与えるいくつかの病気によって損傷を受ける可能性があります。がん治療を始める前に卵巣組織を凍結し、それを患者の体内に戻す技術は一定の成果を上げており、3Dプリント卵巣技術は治療前に卵巣組織を凍結することができない患者を助けることが期待されている。

11. 6軸ロボットアームを備えた新しい生物学的3Dプリンターが発売されました。すでに肝臓組織を印刷できます。

6月、アメリカのソフトウェア会社Advanced Solutions（AS）は、新開発の生物学的プリンター「BioAssemblyBot」を披露した。この機械の印刷容積は250mm×300mm×250mmと大きくなく、印刷方法もノズルからインクを吐出する従来型ですが、6軸ロボットアームを搭載し、印刷の柔軟性を高めている点、ロボットアームとノズルの位置と状態を正確に判断するための複数のレーザーセンサーを搭載している点、最大8つの交換可能なツール（インクの吐出、ピックアップと配置、加熱と冷却などの機能を含む）を備えている点など、いくつかの注目すべき点があります。

BioAssemblyBot は現時点では移植に使用できる人間の臓器を印刷することはできないが、AS の社長兼 CEO である Michael Golway 氏は、この野心的な目標の達成はそう遠くないと語った。実際、彼らはコインほどの大きさではあるものの、ある程度の活動性のある肝臓構造を印刷した。

「私たちは患者の原材料を使って体外で3D構造物を作成していますが、印刷された生体組織には血液が必要なため、血管新生はこれに非常に重要な部分です」とゴルウェイ氏は説明した。「今後5年間で、私たちは徐々に研究開発から臨床応用へと焦点を移し、実際の患者のための機能的ソリューションの開発に着手します。」

12.シンガポールは、印刷された組織を傷つけずに生物学的3D印刷を行う新しい方法を開発した。

7月、シンガポール国立大学（NUS）バイオエンジニアリング学部の研究者らは、印刷された組織への損傷を避けながら、既存の生物学的3D印刷方法の限界の一部を克服できると言われる新しい方法を発明した。

既存の生物学的 3D 印刷方法は、細胞をマイクロスキャフォールド構造に配置し、その中で細胞が増殖および分化して最終的に生物学的組織を形成するというものです。ただし、この方法には、細胞密度が低い、拡散が遅く不均一になる可能性があるなどの欠点があります。そのため、研究者たちはレーザーを使ってより正確な制御を実現しようとした。しかし、この方法には明らかな欠点もあり、それは細胞を非常に傷つけやすいということです。ここで、新しい NUS アプローチが役に立ちます。

Antarctic Bear によると、この新しい NUS 法では、低強度の近赤外線レーザー (NIR) と金ナノロッド (GNR) が使用されます。具体的には、培養細胞の微細環境に GNR を埋め込み、過剰なレーザー光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換します。これにより、印刷された細胞や組織の損傷を回避できるだけでなく、レーザーによる印刷プロセスのより正確な制御が可能になり、さまざまな構成要素を統合できるようになります。

精度の向上度とさまざまなユニットの統合度をテストするために、研究者らは特殊なハイドロゲルを使用したことは特筆に値します。これにより、GNR によって吸収された熱エネルギーが、GNR 内部で対流を発生させます。この対流の方向を制御することで、研究者は特定の構造を作り出すことができます。レーザーを誘導することで、足場を使わずに幹細胞を含むハイドロゲル粒子を特定の方法で移動させ、組み立てることもできました。

全体的に、NUS のこの新しい方法は、印刷された細胞や組織へのダメージが少なく、最終結果に影響を与えず、また前例のない精度も達成します。これは、生物学的 3D プリンティングだけでなく、再生医療、組織工学などの分野でも幅広い用途に使用できることを意味します。

13.オーストラリアの大学が脳神経組織の3Dプリントに成功

オーストラリアのウーロンゴン大学は7月、バイオインクを使ってヒト人工多能性幹細胞（iPSC）を3Dプリントする方法を発見したと発表した。これにより、脳組織を含むあらゆるヒト組織を3Dプリントできるようになると期待されている。

この画期的な成果は、ウーロンゴン大学の ACES 研究センターによって達成されました。これは、人体から生成された iPSC が 3D プリント後に正常に分化し、完全な組織や臓器を形成できるようにする、非常に柔軟な 3D 組織工学技術であり、最終的には薬物試験、病気の治療、臓器移植に使用できます。 ACES チームは、これらの人工臓器は、移植時に提供された臓器よりも拒絶反応を起こす可能性が低いとさえ考えています。

この技術は神経細胞を使って実際の脳組織を印刷することも期待されており、科学者が人間の脳をよりよく研究し、パーキンソン病、てんかん、統合失調症などの脳疾患の特効薬を見つけるのに役立つ可能性があることも言及する価値がある。これらの疾患の多くは神経伝達物質の不均衡によって引き起こされることに留意すべきであり、ACES チームはガンマアミノ酪酸 (GABA) やセロトニンなどの神経伝達物質を生成できる 3D プリント方法を開発することでこの問題を解決できると考えています。

14.ハーバード大学とMITが協力し、血管付き肝臓チップを3Dプリント

8月、ハーバード大学やMITを含む世界7大研究機関の科学者チームが、3Dプリント、マイクロ流体チップ、ハイドロゲルバイオスキャフォールドに関する包括的な知識を組み合わせ、体外肝臓薬物検査を新たなレベルに押し上げ、肝臓チップを開発した。

このチップは実際の人間の細胞を使用して印刷されており、組織細胞に栄養分を届けることができる一致する血管構造を備えているため、薬物試験に使用でき、より安全で信頼性が高く、動物や人間の病気の研究に適していると報告されています。

肝臓臓器チップの商品化の分野では、米国食品医薬品局（FDA）が肝臓チップの試験を開始した。これは人間の臓器の生物学的機能をシミュレートするミニモデルであり、FDA はこれが食品や食中毒に対する体の反応を効果的にモデル化できるかどうかをテストします。こうした実験は、食品添加物など毒性がある可能性のある新しい化合物の承認を申請する際に、製薬会社が動物実験データの代わりにチップデータを使用できるかどうかを FDA が判断するのに役立つ可能性がある。規制当局が動物実験の代替として臓器チップの使用を試みたのは世界初となる。

15. 3Dプリントされた骨は、拒絶反応なしに初めてマウスに移植され、内部に骨髄が生成されました。

8月、南デンマーク大学（SDU）のバイオテクノロジー専門家、アンダーセン教授率いる科学者チームが、生物学的3Dプリンティングにおいて大きな進歩を遂げた。彼らは骨の一部を印刷し、それをマウスの頭蓋骨に移植したのだ。歴史上初めて、この人工骨はマウスの免疫システムを欺き、マウス本来の組織に統合することに成功した。さらに素晴らしいことに、本物の骨髄が内部で成長しました。

これは間違いなく医学にとって画期的な進歩です。これ以前の 3D プリント人工骨移植実験では拒絶反応が起こり、危険な感染症を引き起こす可能性がありました。では、アンダーセン教授のチームはなぜ今回成功したのでしょうか? Antarctic Bearによると、これは新しい素材を使用したためだそうです。リン酸カルシウム粉末と脂肪を混ぜて作られており、あらゆる点で本物の骨と非常によく似ているため、金属、プラスチック、複合材料などの従来の人工骨材料ほど拒絶反応を起こす可能性は低いです。同時に、3D プリント、つまり FDM プリンターのノズルから押し出すこともできます。

「この3Dプリントされた骨は、実際にはセラミックとみなすことができます。人間の骨のほとんどはセラミックに似ているからです。そのすべての部分は、現在、人体への使用が承認されています。しかし、次に、私たちはまず豚で同様の実験を行い、成功したら、さらに人間での試験を行う予定です」とアンダーセン教授は説明した。

16.日本の科学者らは肝臓組織を3Dプリントする新しい方法を使い、マウスへの移植に成功した。

10月、日本の九州大学の科学者らは肝臓組織を3Dプリントする新たな方法を発見し、プリントした肝臓組織をマウスに移植することに成功した。これは、人間に使用するための移植可能な3Dプリント肝臓組織の開発における一歩前進であり、細胞療法が肝臓疾患の治療における同種移植の実行可能な代替手段となり得ることを示しています。

アンタークティック・ベアによれば、この新しい方法と従来の方法の最大の違いは、ステントではなく針アレイを使用する点だ。実際には、3D プリンターのノズルが肝細胞 (スフェロイド) をアレイ上に堆積し、完全な 3D 構造が形成されるまでこのプロセスを繰り返します。その後、球状体が融合したら、その構造全体をアレイから取り外すことができます。その結果、足場のない肝臓組織が生まれます。組織をさらに数日間培養すれば、針によって残された穴を新しい組織で埋めることができることは言及する価値があります。

「私たちの研究は、生物学的3Dプリンターを使用して何百もの肝芽のような球体を融合することで、肝臓のような組織を迅速に製造する新しい方法を実証しています」と研究者らは述べています。「針アレイは、組織を複雑な形に成形し、すぐに循環能力を獲得できるため、最も重要です。これにより、体外培養で一般的に発生する虚血の問題を回避できます。」

しかし、おそらくこの研究で最も注目すべき点は、印刷された肝臓組織をマウスに移植することに最終的に成功したことだろう。移植から7日後、研究者たちは、マウスの3Dプリントされた肝臓組織が本来の肝臓と融合し始めているのを発見し、嬉しい驚きを覚えました。「私たちの新しい方法には2つの大きな利点があります。1. 血管が詰まらないこと。2. 移植片と受容者が直接繋がるので、より良い成長が促進されることです」と研究者は語った。

17.上海珪酸塩研究所の3Dプリントバイオニックレンコンセラミックス足場は組織再生を促進することができる

▲自然からヒントを得て、骨組織工学用のバイオニックレンコンスキャフォールドが準備されました。 (cg) 材料準備プロセス
11月、中国科学院上海陶磁器研究所の呉成鉄研究員と張江研究員が率いる研究チームは、大規模な血管骨欠損の修復を目的とした複雑構造バイオセラミックスの3Dプリントにおいて新たな進歩を遂げた。研究チームは、自然界のレンコン内部の並列多チャンネル構造にヒントを得て、3Dプリント技術を使ってバイオニックレンコンスキャフォールドを作製した。上海交通大学付属第九人民病院の江新全氏のチームと共同で、このタイプのスキャフォールドは従来の3Dプリントスキャフォールドに比べて大きな骨欠損を修復する能力が大幅に向上していることも発見した。研究結果はAdvanced Scienceに掲載されました（Antarctic Bear. 3D printed bionic lotus root for tissue regeneration.pdf（1.71 MB、ダウンロード数：50））。論文の第一著者は上海陶磁器研究所の博士課程の学生である馮春氏であり、彼の指導教員は研究員の呉成鉄氏である。彼は特許も申請している。

▲3Dプリントバイオニックレンコンスキャフォールドの物理的および化学的性質の調整（a）異なる材料（b）異なる形状（c）異なる気孔サイズ研究チームは、従来の3Dプリントスキャフォールドの各要素の内部を並列マルチチャネル構造にし、新しい血管と骨組織の成長を大幅に促進し、骨欠損の修復に有益であると期待しています。また、内部の同軸に埋め込まれた押し出し3Dプリント針を再設計し、改良された3Dプリント準備方法により、バイオニックレンコンスキャフォールドのワンタイムプリントを実現しました。そして、この改良された 3D 印刷方法により、バイオニックレンコンスキャフォールドの物理的および化学的特性を便利に制御できます。この方法は、各種バイオセラミックス（アケルマナイト、Al2O3、ZrO2）、金属Fe、ポリマーアルギン酸ナトリウムなどのさまざまな材料を使用してバイオニックレンコンスキャフォールドを作製できるだけでなく、さまざまな形状、気孔数、気孔径を持つバイオニックレンコンスキャフォールドも作製できます。さらに、バイオニックレンコンスキャフォールドの多孔性と機械的強度は、3Dスキャフォールドの基本的な積み重ね方法とチャネルの数を調節することによって制御できます。バイオニックレンコンスキャフォールドの最大多孔率は80％に達し、機械的強度は40MPa以上に達し、骨欠損修復材料の要件を満たすことができます。

▲バイオニックレンコンスキャフォールドの多孔性と機械的強度の調整 (a) 3つの異なる基本積層方法を採用したバイオニックレンコンスキャフォールド (b) 多孔性 (c) 機械的強度研究チームは、代表的マトリックス材料として優れた生物学的活性を持つアケルマナイトセラミックスを選択し、このバイオニックレンコン材料の骨組織再生工学における性能と応用をさらに探求し、それぞれシングル、ダブル、3、4チャネルのバイオニックレンコンバイオセラミックススキャフォールドを準備しました。生体外生物学的分析の結果、従来の3Dスキャフォールドと比較して、バイオニックレンコンマグネシアカルセドニーバイオセラミックススキャフォールドは細胞接着と増殖を促進し、チャネル数の増加とともにその効果はより顕著に増加することが示されました。生体内動物実験では、バイオニックレンコンバイオスキャフォールドが骨組織再生能力と血管新生効果を大幅に改善し、骨欠損の修復に有益であることが示されました。従来の 3D 生体活性スキャフォールドと比較して、3D プリントされたバイオニックレンコンバイオスキャフォールドは、スキャフォールド内部への栄養素の伝達を促進し、細胞と組織の内側への成長を誘導し、それによって初期の血管新生とその後の骨形成を促進し、骨欠損の修復性能を向上させます。マルチチャネルと高多孔性の構造的特性により、この材料は、薬物高分子の負荷、表面機能修飾、および触媒、エネルギー、環境などの他のフィールドにも使用できます。

▲バイオニックロータス根足場（a）バイオニックロータス根足場のウサギ間葉系幹細胞（BMSC）のin vivo生物学的分析、（CE）3日目の足場で培養された細胞の共焦点顕微鏡写真、（F）細胞の癒着と（G）総合的な根の概要、中国科学アカデミーおよびその他の資金のフロンティア科学研究プログラム。

18。中国初のハイスループット統合生物学的3Dプリンターが誕生し、人間の臓器を目指して生まれました

11月、杭州Genefocusは、私の国の第1世代のハイスループット統合生物学的3Dプリンター-Bio-Architect Xを正式に発売しました。

Bio-Architect Xは、臨床的変換とアプリケーションのニーズに密接に従い、50を超える技術革新とブレークスルーがあります。その印刷ノズルは、複数の印刷原則とマルチチャネルのコラボレーションと互換性があるため、医療製品の大規模で安定した準備を実現します。マシンの主要な技術革新である「離散製造マイクロトモグラフィーテクノロジー（MCT）」はすべて、科学者とエンジニアによって基本原則の提案から技術的実現まで完了しました！

これは、「13番目の5年計画」National Key R＆Dプログラムの下で、特別プロジェクトの運用「機能材料の開発とハイスループット統合統合バイオ3D印刷技術」の生物装置のためのハイスループット統合バイオ3D印刷技術の開発の主要なブレークスルーです！それはまた、生物学的3D印刷の観点から、私の国の研究レベルが「並んでいる」から国際的な上級レベルと「リーディング」に変わったことを意味します！

▲印刷されたサンプル：上部の写真は、薬物開発段階でのスクリーニングに使用されます。中国での新薬の作成と開発を促進する新薬スクリーニングのために！

19.科学者は耳型の血管ネットワークを作成しました。

12月、スロベニアのIrnas Research Instituteは、自家製のVitaprint Open Source Biological 3Dプリンターを使用して耳型の血管ネットワークを作成しました。この研究は、将来、人工血管を作成するための基礎を形成することが期待されています。

IRNASチームは、現在のバイオプリンターは人間の細胞を材料として使用して活性構造を印刷できるが、真に移植可能な臓器を印刷することから長い道のりであると紹介しました。重要なのは、複雑な血管ネットワークを作成できることです。しかし、組織工学の主要な課題である血管新生はそれほど簡単ではなく、現在、製造できる組織の厚さに非常に厳しい制限があります。したがって、大きな進歩を遂げるには、新しいアプローチが必要です。

「私たちは、より多様であり、ゼラチンとアルギン酸塩を使用して、より多様である血管システムを作成するためにヒドロゲルを使用しています」とIrnasチームは明らかにしました。

20.世界初の3D印刷された高精度の高精度の脳血管障壁マイクロ流体モデルが開発されました。

12月、イタリアの研究チームは、世界初の脳血管障壁（BBB）マイクロ流体モデルの創設を発表しました。 2光子リソグラフィマイクロナノ3D印刷技術を使用して作成され、血管と周囲の内皮細胞のネットワークで構成されています。これは、実際のBBBに非常に似ているため、科学者がアルツハイマー病などの脳疾患を治療する新しい方法を見つけるのに役立ちます。

BBBは、神経毒性化合物、病原体、および循環血球から脳を保護します。しかし、治療化合物を血液系から脳に送達する場合、この選択的な生物学的障壁を通過する必要があります。したがって、BBBを再構築し、脳がんの治療と神経変性疾患の治療に対する新しい治療法を開発するためには、可能な限り密接にin vivo環境を模倣することが重要です。

「この研究の斬新さは、脳への薬物送達の高スループットの定量的研究のための信頼できるプラットフォームの作成です」と、Ciofaniは、薬物濃度、血流、pH、温度などのさまざまな変数を提供し、細胞/サブセルのレベルでBBBの分散に関する価値のある情報を得ることができる閉鎖システムを提供します。

目録: 2017 バイオ 3D プリンティングイベント

SLM冷間工具鋼の割れメカニズム：残留応力、微細構造、局所元素濃度の役割（2）

積層造形ナノWC/AlSi10Mg合金のin-situ表面改質による強化メカニズム

ガラス 3D プリント: 材料、プロセス、アプリケーション

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