[3D Tribe 実践的知識共有] 生物学的 3D プリントスキャフォールドと細胞プリントの詳細な説明

1986年にアメリカの科学者が世界初の3Dプリンターを発明しましたが、その技術が広く知られるようになったのは近年のことです。時代の発展とともに、3Dプリントは人々の日常生活でより広く使用されるようになりました。 3D プリントの役割は、プラスチック、金属、その他の物体のモデルを作ることだけではなく、薬剤を印刷したり、生物組織と組み合わせて人類の伝統的な医療モデルを変革したりすることもできます。生物学的 3D プリンティングの主な研究分野は、皮膚、骨組織、血管、臓器 (心臓、腎臓、胎盤、卵巣など)、薬物や栄養素の制御放出です。今日は、骨組織と血管のプリンティングの基礎である生物学的スキャフォールドプリンティングと細胞プリンティングについてお話ししましょう。

バイオスキャフォールド印刷細胞の成長、繁殖、代謝などの生命活動には、一定の内部環境が必要です。バイオマテリアルスキャフォールドは、細胞に生体内環境に似た場所を提供します。スキャフォールドは分解性および吸収性の生体材料から印刷され、対応する細胞と混合されてin vitro組織または臓器モデルを形成し、インキュベーター内または実験動物の体内に配置されて培養され、最終的に理想的な印刷製品が得られます。

スキャフォールドのマクロ構造は組織や臓器の全体的な形状（患者や臓器の個体差、解剖学的特徴など）に反映され、ミクロ構造はスキャフォールドの内部構造（細孔サイズ、形状、空間分布、細孔の相互接続など）に反映され、ナノスケール構造はスキャフォールドの表面改質（細胞接着、増殖、分化のための生体分子接着剤など）に現れます。理想的な軟骨組織工学スキャフォールド材料には、次の特性が必要です。
* 組織適合性が良好
* 生分解性が良好
*効果的な界面活性剤。
* ある程度の可塑性
※立体的な多孔質構造をしています。

血管プリンティングはバイオプリンティングの基礎です。血管に栄養が供給されて初めて、プリントされた組織や臓器は生き残ることができます。現在、血管の3Dプリントでは、一般的に足場材料＋シード細胞のプリント方式が採用されています。種子細胞は、分化を誘導できる血管内皮細胞または幹細胞です。主な足場材料はポリ乳酸に代表される人工合成ポリマーです。

一部の学者は、セルロース、コラーゲン、ポリ乳酸グリコール酸共重合体などの原料を使用して足場を印刷し、脂肪幹細胞を足場に「移植」しました。その後、脂肪幹細胞を血管内皮細胞と平和細胞に分化させ、人工血管の印刷に成功しました。

細胞印刷スキャフォールド技術の空間解像度により、細胞がスキャフォールド材料に浸透する速度が制限され、スキャフォールド全体にわたって高効率で均一な浸透を実現できません。人体の組織や臓器の構造に応じてさまざまな種類の細胞を正確に配置し、天然の組織や臓器に似た3次元構造を形成することは不可能です。固体スキャフォールドはポリ乳酸（PLA）で作られており、比較的硬いです。心臓血管などの収縮組織の作成には効果的ではありません。固体の足場に細胞を播種すると、血管新生が不足し、酸素供給が不十分になり、組織や臓器の壊死が起こりやすくなります。

細胞印刷技術は、細胞、成長因子、足場を組み合わせて完全な全体構造を形成し、さまざまな種類の細胞を正常な解剖学的構造に従って正確に配置することができ、細胞、成長因子、足場間の相互作用を通じて正常な生物学的機能を発揮することができます。そのため、細胞印刷は組織工学において最も有望な技術であると考えられています。」

現在、セル印刷には主に以下の種類があります。
*レーザー誘導直接書き込み
*ステレオリソグラフィー
* 直接3次元制御セルアセンブリ技術
*音声起動印刷
* 細胞注入、生物学的3Dプリント技術に基づく生物学的描画
*インクジェットセル印刷
*バッチセル印刷

展望<br /> 現在、バイオメディカル分野における 3D プリントの応用は、臓器、組織、システム間の相互接続を無視しており、比較的単純です。血管プリンティングは組織や臓器をプリントするための基礎です。血管に血液が供給されなければ、細胞は生き残ることができません。生体材料スキャフォールドは、ヒトバイオプリンティングの主流です。人体に移植可能なバイオプリンティングを真に実現するには、生物学的スキャフォールドと人工血管の混合印刷、ヒト細胞の接着、成長、分化のメカニズムの研究、さまざまな生体材料構造と印刷プロセスの研究が必要です。

出典: 3D Tribe 詳しい読み物:
突破！米国の企業が肝臓前駆細胞を印刷できる新しい生物学的3Dプリンターを開発した

[3D Tribe 実践的知識共有] 生物学的 3D プリントスキャフォールドと細胞プリントの詳細な説明

ブルーレイ・イノは昆明市政府と協力し、医療用3Dプリントエンジニアリングセンターを建設する。

3Dプリントがロボットの本物の皮膚開発を支援

3DeVOK MTプロフェッショナル3Dスキャナー：マルチ光源技術とアプリケーションの利点の分析

金属 3D プリントメーカーインタビュー: SLM ソリューション 1.5m 大型航空宇宙部品の成形

PCBボード3DプリンターDragonFly 2020が米国シリコンバレーに登場

マテリアライズ・チャイナと上海連泰科技が戦略協力協定を締結

続けて！フォルクスワーゲン、古い車の部品の3Dプリントを試験的に導入

3D プリント技術はますます広く使用されるようになっています。3DP 技術は注目する価値がありますか?

新しい3Dプリント建物は、年間50万～60万トンの建設廃棄物を処理する生産ラインへの道を開きます。

創造性を昇華させるために、唐建人デザインエージェンシーは3Dプリントを使用して創造性を実現します

推薦する

3時間かかり、3回の試みは中止を余儀なくされた。3Dプリントロケットの打ち上げは再び延期された。

直径 850 mm のブレードモデルを印刷するには 43 時間かかり、1 か月に 5 人の大工が作業にあたります。

Hackrodはクラウドファンディングを利用して自動車設計ソフトウェアを開発し、限定版スポーツカーを3Dプリントする

eSUNはRAPID + TCT 2024に多数の新製品を発表します

3Dプリント業界の発展見通しは明るいが、人材と技術が不足している

粒子3Dプリンターのダークホース、浙江超玲がデスクトップレベルの高温2.5メートルレベルの装置を発売

明日の夜（3月27日）21:00にZongwei Cubeの新製品発表会をぜひご覧ください！スーパーブランドデーの価格特典が最初に発表

3Dプリントされた柔軟な防護装甲

3D Systemsが新しい歯科用3Dプリント技術を発表

速報：教育省が学校による3Dプリンター購入を支援する文書を発行、「3Dプリント設計技術」は小中学校向けの実践的な活動コース

EVO 3DとKUKAが共同で粒状ロボット3Dプリントを推進し、産業用大量生産に向けて前進

ディオールがパリファッションウィークで、より柔らかくトレンディな3Dプリントシューズを発表

数千万元を投資し、売上高は1億元に達する、北京3Dプリント付加製造デモンストレーションセンター、京城電機と康碩グループが建設

医療用途における 3D プリントの利点!

3Dプリントされた衣服の秘密: いつも「偽物の衣服」を着ているような気がする