生きた細胞の3Dプリントは、未来の医療と動物実験の代替への道を開く

生きた細胞の3Dプリントは、未来の医療と動物実験の代替への道を開く
南極熊の紹介: 1980 年代に 3D 印刷技術が登場して以来、製造業で重要な位置を占めるだけでなく、バ​​イオプリンティングの分野にも拡大し、人間の臓器を印刷したり組織を再生したりできるようになりました。このような技術の進歩はどのような変化をもたらすのでしょうか?


2024年8月27日、アンタークティックベアは、イタリアのバイオエンジニアであるリカルド・レヴァート博士などの研究者がこの技術を刺激的な新しい方向に推し進めていることを知りました。

オランダのユトレヒト大学医療センターおよびユトレヒト大学のバイオファブリケーションおよび再生医療の准教授であるレヴァート博士は、ベルギー、イタリア、オランダ、スウェーデン、スイス出身のメンバーからなる多国籍研究チームを率いています。 2021年から2025年までのENLIGHT研究プログラムの一環として、彼らは人間の細胞から作られた小型の3Dプリント膵臓を開発しています。

このプロジェクトの目的は、糖尿病の新たな治療法の試験の信頼性と正確性を向上させ、将来的には実験室で人体移植用の臓器を培養することだ。この研究は医療分野に革命をもたらすだけでなく、動物実験を必要としない製品の開発への道を開く可能性もあります。

△レバトは、さまざまな生体組織向けのコスト効率の高い3Dプリント技術の開発を目指すPRISM-LTと呼ばれる多国籍研究プログラムを主導している(ポータル)
生きた青写真

この研究における重要な材料の一つは幹細胞です。これらの細胞は、適切な信号を受け取ると、筋肉細胞、血液細胞、脳細胞など、さまざまな種類の人体組織に分化することができます

最初の実験は糖尿病患者を助けることを目的としており、幹細胞から培養されたインスリン産生細胞が使用された。しかし、これらの細胞を病気の膵臓に移植するだけでは、一時的な緩和しか得られません。それは細胞に必要なサポートが不足しているからだ、とレバト氏は言う。

△リカルド・レヴァート博士は次のように説明した。「これらの細胞を構造も血管もなく、保護物質もない環境に置くと、細胞は時間とともに死んでしまいます。この状況は通常数年しか続かず、その後は再度移植しなければなりません。」

レヴァト氏とENLIGHTチームは、細胞の長期生存をサポートするために血管を備えた3次元インプラントを作成することを目標に、3Dプリント技術を通じてこの問題に取り組もうとしています。従来の 3D 印刷プロセスでは生きた細胞が簡単に損傷してしまうため、このプロセスは困難です。

研究者たちは、水分を多く含むゲル、つまりバイオインクを使用することでこの問題を解決しました。このゲルは細胞を運び栄養を与えるだけでなく、印刷プロセス中に必要なサポートも提供します。次に、臓器が遺伝子の「設計図」に従って正常に発達するように、細胞の分化プロセスを誘導する必要があります。これを実現するために、研究者らは光技術を利用して細胞分化のプロセスを正確に制御しました。

△関連する生物学的3Dプリンティングの模式図(本研究とは関係ありません)
幹細胞の3Dプリント

ENLIGHT の研究者たちは、細胞を損傷する可能性がある従来の 3D プリンターのようにノズルから押し出すのではなく、光を使用して細胞を含むバイオインクを成形する新しい 3D 印刷技術を開発しました。

「私たちは、光ホログラフィーを使って、媒体内の物体の光学画像を作成します」とレバト氏は説明します。「光ホログラフィーは、光波の干渉パターンを記録して再構築することで、物体に関する 3 次元情報を取得する方法です。この 3D 光学構造では、培養媒体は一部の領域では固体になり、他の領域では液体のままなので、洗い流すことができます。細胞は、生体組織の細胞外マトリックスに似たゼラチンのような物質に包まれています。」

次に、研究者らは細胞を特定の波長の光にさらし、細胞がインスリン産生細胞へと成熟するよう促した。チームは現在、研究室でインプラントをテストしており、研究者たちは、10年後には3Dプリントされたオルガノイドが標準的な医薬品開発手順の一部になることを期待している。

3D プリント技術は、特に動物実験の削減と持続可能な食品の生産において、バイオメディカルや食品生産の分野で幅広い応用の見込みがあります。特に、研究者たちは、医療や食品産業で重要な役割を果たす可能性のある、生物組織の質感をリアルに模倣できる複雑な構造を作り出すことを目指して、生体組織用の費用対効果の高い 3D プリント技術の開発に取り組んでいます。


幹細胞、生物学、医療、医薬品

<<:  レゴにヒントを得た3Dプリント構造がhMSCのin vitro骨形成を促進し、下顎骨の修復を助ける

>>:  セレンディクス、新たな建築用3Dプリンターを買収し生産拡大、大規模住宅建設を推進へ

推薦する

科学者たちはハサミムシの折り畳み可能な羽にヒントを得て、折り畳み可能な3Dプリント構造を研究している

ハサミムシが怖い私にとって、ハサミムシがどのように飛ぶのかを知ることは、少し創造的です。スイスのチュ...

NASAは3Dプリントセンサーとワイヤレス回路を単一のシリコンチップ上に作成する

3D プリントは現代社会において真のゲームチェンジャーとなりました。大規模な生産ラインに支配される...

@康康康湿傅は、FDM マシンを多数使用してアイアンマンの全身アーマーを 3D プリントしています

著者: かかし剛子@康康康水傅が完成させたMK.3フルボディアーマーの最終製品1980年代生まれの同...

選択的レーザー溶融法による連続傾斜機能多孔質チタン骨スキャフォールドの製造

純チタンまたはチタン合金の多孔質スキャフォールドは、人間の骨の弾性係数特性に近づくことができます。し...

IDCレポート:アジア太平洋地域の3Dプリント支出は2021年までに36億ドルに増加

International Data Corporation (IDC) が最近発表したレポートに...

マリスとアルセロール・ミッタルが提携し、金属3Dプリントの速度、品質、コスト効率を向上

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-6-4 17:50 に最後に編集されました...

3D プリント技術が革新をもたらします!高さ0.1mmのダビデ像をご覧ください

出典: ネットイース・インテリジェンスチューリッヒの研究者らは、ミケランジェロのダビデ像を金属製のミ...

高導電性金属ゲルが室温での3Dプリントを可能にする

出典:科技日報5日付マター誌の報道によると、米国ノースカロライナ州立大学の研究者らを含むチームが、導...

透明部品の3Dプリントメーカー浙江文威は声明を発表:誰かが同社の元従業員を装って注文を受けた

はじめに: 3Dプリント業界が成長を続けるにつれて、業界に混乱も生じ始めています。利害に駆られた一部...

ExOne、高さ1.9メートルのS-Max Flex砂型3Dプリンターを発売

ExOne と EnvisionTEC の統合に続き、Desktop Metal (NYSE: D...

米国国土安全保障省は3Dプリントを使用して有毒化学物質が人体に与える影響を研究している

2025年2月、アンタークティックベアは、米国国土安全保障省(DHS)の科学技術局(S&T...

RTX と America Makes が 6K Additive と提携し、持続可能な金属 3D プリント技術を開発

2024 年 8 月 8 日、Antarctic Bear は、America Makes が「明...

爆発的な成長の機会の下で、3D プリント医療技術はどのように発展するのでしょうか?

積層造形産業の発展環境が徐々に改善するにつれて、3Dプリントは代表的な生産・製造技術として、積層造形...

新しいハイブリッドシリコン3Dプリント技術:完成品の強度は射出成形の90%に達する

Antarctic Bearは2017年2月15日、有名なドイツの3DプリンターメーカーRepRa...

南オーストラリア大学は、神経疾患を治療するための3Dプリントの新しいアイデアを指摘している

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-5-7 11:55 に最後に編集されました...