3Dプリント軟骨は急速に進歩しており、将来的には宇宙でテストされる可能性がある。

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-8-7 11:27 に最後に編集されました。

近年、3Dプリント技術は継続的に改善され、3Dプリント材料は度重なるブレークスルーを達成し、3Dプリント軟骨の急速な進歩を促進しました。 2017年3月、スウェーデンのシャルマース工科大学とサールグレンスカアカデミーは、生物学的3Dプリンティングにおいて新たな進歩を遂げ、3Dプリントされた人間の軟骨をマウスに移植することに成功しました。さらに素晴らしいことに、軟骨は生き残っただけでなく、さらに成長して血管網を形成するようにも誘導されました。おそらく将来的には、3D プリントされた軟骨が実験のために宇宙に送られ、関連技術や製品の実験性能をさらに実証することになるかもしれません。

3D プリント技術が登場したとき、大きな期待が寄せられ、コンピューター時代と比較する人もいました。現在、3D プリント技術は徐々に成熟しており、その応用分野はますます広がっています。その中で、医療分野は3Dプリント技術の転換と応用の「主戦場」となっている。

Antarctic Bear は、3D プリントは医療業界が質的な変化を実現できる稀な機会であると考えています。現在、医療分野は 3D プリント市場シェアの 3 分の 2 を占めています。 Future Market Insightsが発表したレポートによると、世界の3Dプリント医療機器市場は2016年に2億7,960万米ドルに達し、今後10年間の年平均成長率（CAGR）は17.5%になる可能性がある。市場調査会社IQ4Iリサーチ＆コンサルタンシーの最新の分析レポートでは、2022年までに世界の医療用3Dプリント市場は38億9,000万米ドルに達すると指摘されています。

医療分野での3Dプリントの急速な普及により、胸部、くるみ割り症候群、頭蓋骨などの3Dプリントが実際に医療に利用されるようになりました。 3D プリントは、医療モデル、義肢、歯科手術テンプレート、頭蓋骨、人工頸椎、人体軟骨などへの応用が期待されており、実用性と代替性の面で大きな利点があります。

軟骨は細胞の種類が 1 つしかなく、組織内に血管がないため、バイオプリンティング技術の拡張を目指す科学者にとって良いターゲット組織です。しかし、軟骨は自己修復ができない組織でもあります。軟骨は一度損傷すると、修復することはできません。近年、3D プリント技術の継続的な改善と進歩により、3D プリント軟骨は一連の重要な進歩と成果を達成しました。

2016年6月、英国ブリストル大学の科学者らは、最終的には外科用インプラントとして使用できる複雑な組織の3Dプリントを可能にする新しいタイプのバイオインクを開発した。幹細胞を含むこのバイオインクは、生体組織の 3D プリントに使用でき、これをバイオプリンティングと呼ぶことがあります。

研究チームは幹細胞を軟骨細胞（骨基質を分泌できる細胞）と骨芽細胞（軟骨基質を分泌し、その中に埋め込まれる細胞）に分化させることに成功し、わずか5週間で実物大の気管軟骨リングを含む3Dプリント組織構造を開発することができた。

同月、ペンシルバニア大学ハック生命科学研究所のオズボラット氏と彼の研究チームは、足場を使わずに大規模な組織を作成する方法を開発した。彼らは、海藻から抽出したアルギン酸からできた、直径わずか0.3～0.5インチの小さなチューブを作った。科学者たちはチューブの中に軟骨細胞を注入し、約1週間チューブ内で成長させ、細胞同士がくっつくようにした。細胞は藻類に付着しないため、管を取り除くことができ、軟骨の束（または糸）が残ります。科学者たちはその研究結果を「Scientific Reports」の最新号で報告した。

7月、米国アトランタのアメリカンプロセス（API）と英国スウォンジー大学医学部は、顔面再建用に3Dプリントされたヒト細胞とナノセルロースで作られた組織軟骨を共同開発するための共同開発契約（JDA）を締結した。

プロジェクトを率いたイアン・ウィテカー教授は、「人々は、3Dプリントの人工器官やインプラントにプラスチックやチタンを使用することが増えています。しかし、原料として人間の細胞を使用するバイオプリンティングも非常に有望です。私たちは、特定の患者のニーズに合わせて、生体組織や生体構造をプリントしています。将来的には、外傷や癌で耳や鼻などの臓器を失った患者が、自分の細胞とナノセルロースを組み合わせて新しい組織を再構築できるようになることを願っています。この中間生体材料は、私たちのバイオプリンティング技術の重要な構成要素であり、ナノセルロースは、生体適合性、機械的特性、および3次元での細胞接着と成長をサポートできる構造特性を備えているため、生体材料として選ばれました。」と述べています。

今年3月24日、3Dプリント軟骨が再び重要な進歩を遂げました。スウェーデンのチャルマース工科大学とサールグレンズアカデミーの研究チームは、3Dプリントしたヒト軟骨細胞をマウスの体内で生存・成長させることに成功したと発表した。

研究者らは、CELLINKバイオプリンターでヒト軟骨細胞を混合したハイドロゲルを使用して組織を3Dプリントした。印刷後、すぐにマウスに移植しました。移植後、軟骨組織は生き残っただけでなく、成長して血管が新生し、独自の血管が発達しました。これまでは軟骨組織を移植前に研究室で培養する必要があったため、印刷後すぐに組織をマウスに移植することは重要です。

この研究では、3Dプリントされた幹細胞が生体内で軟骨に成長できることが示され、これは研究チームにとって、そしてバイオプリンティングと組織工学の分野全体にとって大きな成功である。

現在、人間の科学者は、地球上で 3D プリントされた軟骨に関する一連の実験を実施するだけでは満足せず、できるだけ早く宇宙環境で関連する分析実験を実施したいと考えています。

最近、ロシアの3Dバイオプリンティングソリューション会社ヘスアニの代表者は、ロシア商業宇宙フォーラムのInSpaceフォーラムで、無重力状態での3D軟骨印刷実験が2018年から2024年の間に国際宇宙ステーションで実施される可能性があると発表した。「同社はプロジェクトの実施に向けて具体的な計画を立てており、実施予定日は2018年から2024年の間となっている。」

ヘスアニ氏は、同社は国際宇宙ステーションのロシア部分の主要運営者であるエネルギア・グループから実験許可を得たと述べた。同氏は、米国の企業２社が宇宙ステーションで分析実験を行う計画があることを紹介し、「一連の実験で世界をリードする立場を確立する機会を得ることになるだろう」と述べた。

3D軟骨印刷における一連の進歩は、印刷材料における画期的な進歩に他なりません。現在、我が国では3Dプリント技術の応用が急速に発展していますが、3Dプリント材料の開発はまだ遅れています。

3Dプリント材料の「曲線を追い越す」ことを推進し、中国の3Dプリント産業の発展における欠点を補うため、3月25日に北京理工大学で「中国3Dプリント材料及び応用開発戦略研究」コンサルティングプロジェクト立ち上げ会議と3Dプリント材料セミナーが開催されました。会議には、中国工程院と中国3Dプリント産業連盟の一部会員企業から100名以上の代表者が出席しました。

3D プリント軟骨技術の成熟により、臨床応用が間もなく実現されることになります。さまざまな環境での実験と分析を経て、正式に医療用途に導入された3Dプリント軟骨は、人類の健康に大きな利益をもたらすでしょう。

出典: マシンテクノロジー詳しい情報:
アイルランド、骨の再生を効果的に助ける複雑な軟骨を3Dプリント
骨と軟骨の修復研究のための3Dプリントバイオセラミックスは一連の進歩を遂げている

3Dプリント軟骨は急速に進歩しており、将来的には宇宙でテストされる可能性がある。

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