張盛民教授のチームは、特殊な生体材料と再生医療の3Dプリントの分野で進歩を遂げました。

張盛民教授のチームは、特殊な生体材料と再生医療の3Dプリントの分野で進歩を遂げました。
この投稿は Little Soft Bear によって 2017-6-9 09:58 に最後に編集されました。

最近、生体材料分野でトップクラスの国際ジャーナルであるBiomaterialsが最新の研究成果を発表しました。華中科技大学先端生体材料および組織工学研究センターの張勝民教授率いるチームは、3Dプリントされた特殊な生体材料を使用して、関節軟骨と骨の複合欠損の再生と修復に成功しました。この論文では、Du Yingying博士とLiu Haoming博士が共同筆頭著者、Zhang Shengmin教授とA. Mikos教授が共同責任著者であり、Wang Jianglin教授、Ma Jun准教授、Yang Qin博士らが研究作業の一部に参加しました。


この成果には、3 つの主要なハイライトがあります。
まず、完全に独立した知的財産権を持つ 3D プリント専用の生体材料を使用します。
2 つ目は、3D プリント技術を使用して、関節軟骨/骨組織の複雑なバイオニック構造の足場を構築することです。
第三に、バイオニック スキャフォールドは、生きた細胞や成長因子を事前にインストールする必要なく、関節軟骨/骨複合欠損の再生と修復を実現します。
特に3番目のポイントは、生きた細胞や成長因子を含まない製品はFDAやCFDAによる登録や承認が容易になり、この技術の急速な変革の基盤が築かれることです。


3D製造の波がまだ形成されていなかった頃、張勝民はチームを率いて積極的に世界の科学技術発展の全体的な傾向を研究・把握し、生物3Dプリントの分野で積極的に研究を展開し、3Dプリントに特化した生物材料に関する一連の中核となる重要な知的財産権を取得しました。 3Dプリントの歴史において、華科ラピッドプロトタイピングチームは国内外で常にこの分野、特に3D大規模製造設備と複雑な部品の分野で重要な地位を占め、一連の創造的な貢献をしてきました。しかし、当時はまだ、生物系3Dプリンティングの分野で国際的に大きな進歩を遂げるのは困難でした。 2004年以来、チームは、ラピッドプロトタイピングと製造の分野における当校の強力な一般技術と学問的基礎を、生物学的3Dプリンティングの独自の利点にどのように変換するかという重要な問題について積極的に検討してきました。

研究により、生物学的 3D プリントの開発を一定期間制限してきた技術的なボトルネックは、適切な 3D プリント固有の生物学的材料の不足であることがわかっています。これは、私の国がレーザー印刷の分野で経験したことと似ています。技術的なボトルネックとなっているのは、プリンターの製造ではなく、少数の大手外国企業によって管理されている「トナー」技術です。このような「バイオインク」は、生物学的 3D プリンティングの分野では珍しく、不足しています。研究チームは、生物組織構造の微細かつ高度に多段階に秩序化された特徴に基づいて、一連の「マイクロナノバイオブリック-バイオマイクロスフィア」、「バイオインク」およびその製造技術を提案・発明し、中国で20件以上の認可された発明特許を取得しました。これらのマイクロスフィアとマイクロ/ナノビルディングブロックは、さらに複合化したり、生きた細胞、薬剤、成長因子を配合したりすることができます。上記コンセプトは、国内外の類似の取り組みよりも約7~10年早く提案され、知的財産権を取得しました。現在、同チームが開発した一連の3Dプリント専用バイオマテリアルは、産業化と大規模生産を実現している。

上記の発明と変革に基づき、チームは3Dプリント特有の生体材料という最先端の基礎研究分野でも重要な進歩を遂げました。その成果はACS NanoやBiotechnology Advancesなど世界トップクラスの国際誌に掲載され、一部の成果はAdvanced Healthcare MaterialsやNanoscaleなどの雑誌の表紙記事にも選ばれています。

研究チームの最新の研究は、Biomaterials に掲載され、関節軟骨と軟骨下骨の複合欠損の再生修復という世界的な問題に取り組んでいます。完全に独立した知的財産権を持つ 3D プリントの勾配マイクロスフィア専用バイオマテリアルと選択的レーザー 3D 焼結技術を組み合わせることで、連続勾配マイクロスフィアを「構築ユニット」とする多層バイオニック関節軟骨/軟骨下骨欠損スキャフォールドを構築し、in vitro および in vivo でのバイオセーフティ評価を完了した後、研究用に選択した動物モデルに移植しました。最終的に、複合関節欠損部位の高品質な再生修復を実現し、臨床変革の重要な展望を示しました。

出典:華中科技大学 詳細記事:華中科技大学の張海欧教授は、3Dプリント鍛造品でジュネーブ国際発明展で特別賞と金賞を受賞した。
分野、医学

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