3Dプリントされた足場が科学者の骨がんと闘う新たな方法の発見に役立つ

3Dプリントされた足場が科学者の骨がんと闘う新たな方法の発見に役立つ


南極のクマ、2017 年 2 月 9 日。3D プリント技術の力により、米国ライス大学の科学者たちはユーイング肉腫 (骨がんの一種) の研究で新たな進歩を遂げました。3D プリントされた多孔質の骨のような足場を使用することで、穴のサイズ、形状、密度が腫瘍細胞の増殖に影響を与えることを発見しました。このことから、実際の骨も多孔質構造を持っているため、現実にもそうなるはずだと研究者たちは結論付けました。

この研究はライス大学の生物工学者アントニオス・ミコス氏が主導した。現在、彼らはその結果を論文にまとめ、ACS(アメリカ化学会)の学術誌「Biomaterials Science and Engineering」に掲載している。

ミコス氏は、3Dプリントされた骨の構造はポリマー材料で作られていると語った。膜の穴が液体の流れを制限し、その結果生じるせん断応力が腫瘍細胞に適用されます。足場とその細孔の構造、そして液体が流れる環境を変えることで、せん断応力の大きさを変えることができます。したがって、彼らはこれが骨がんとその治療法の研究にとって非常に重要であると考えています。



「私たちの目標は、人体外の腫瘍の複雑さを捉え、薬物試験に使用できる腫瘍モデルを開発し、最終的には薬物の開発と関連コストの削減に貢献することです」とミコス氏は述べた。「この点で、3Dプリントされた足場は、リアルな骨構造を持ち、よりリアルな細胞活動を反映できるため、平らな培養皿よりも効果的です。」

実際の研究では、ミコス氏と彼のチームはまず、0.2 mm、0.6 mm、1 mmの3つの異なる孔サイズを持つ足場を3Dプリントし、そこに腫瘍細胞を移植した。腫瘍が液体の影響を受ける実際の状況をシミュレートするために、灌流専門医も使用しました。

この灌流装置の使用により、ミコス氏と彼のチームは貴重な情報を得ることができました。流体の流量が減少すると、腫瘍細胞の増殖率が増加するという情報です。液体が流れ始めると、最も小さな穴のある腫瘍細胞層がより顕著に増殖し、インスリン様成長因子-1(IGF-1)をより急速に産生しました。このタンパク質はユーイング肉腫細胞の表面にあるリガンドであり、化学療法の効果を著しく低下させます。最終的に、研究者らは、気孔の向きが IGF-1 の生成に影響を与えることを発見しました。

ミコス氏と彼のチームは、腫瘍細胞の代謝を研究し、腫瘍細胞に対するさまざまな薬剤の有効性をテストするために、この研究を継続する予定であることは特筆に値します。 「私たちの研究結果は、3Dプリントされた足場とin vitro灌流装置が実際の腫瘍の不均一性を効果的にモデル化できることを示しており、これはさまざまな患者に対する新薬や個別化治療法の開発に役立つ可能性があります。」

さらに読む: 「3D プリントはがん治療の解決策になるかもしれない」

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生き物、南極のクマ

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