魔法の3Dプリントハイドロゲルデバイス:磁力で制御して体内に正確に薬剤を放出できる

魔法の3Dプリントハイドロゲルデバイス:磁力で制御して体内に正確に薬剤を放出できる




アンタークティック・ベアは2017年1月6日、ニューヨークのコロンビア大学の生物医学工学教授サミュエル・シア氏とそのチームが最近、時計仕掛けと呼ばれる魔法の医療機器を開発したと報じた。この機器は電池を持たず、人体に送り込み、外部の磁力で制御して指定の位置に到達させ、正確に薬剤を放出することができる。


ジュネーブ駆動構造
Antarctic Bearによると、このデバイスの構造は、独創的なジュネーブドライブ(スイスの時計職人が発明した、正確に時間を計ることができる2つの歯車で構成される構造)から派生したものだという。デバイス全体は3Dプリントハイドロゲルで実現されており、印刷と組み立てにはわずか30分しかかからない。ハイドロゲルが素材として選ばれたのは、柔らかくて丈夫で、生体適合性も優れているからです。


▲印刷工程
ハイドロゲルを印刷する方法/装置は、シア教授と彼のチームによって開発されたことは特筆に値します。なぜなら、現在市場に出回っているほとんどの 3D プリンターはハイドロゲルなどの材料を処理できないからです。たとえ処理できたとしても、速度が非常に遅いことが多く、同じ構造を印刷するのに数時間かかります。



それで、この装置は人体に入った後どのように機能するのでしょうか?実はとてもシンプルで、歯車の中に鉄片が埋め込まれています(上のアニメーションの黒い部分)。歯車は本体の外側にある磁石で制御でき、回転して穴と揃うと空洞(アニメーションの黄色い部分)内の薬剤を放出します。

現在、シア氏と彼のチームは、骨がんを患ったマウスでこの装置をテストしており(下図参照)、その結果は驚くべきものでした。マウスの腫瘍の成長速度が大幅に遅くなった一方で、マウスの他の正常な部分はほとんど無傷でした。これは、薬剤が実際に正確に放出されていることを完全に実証しています。 (詳細については、ここをクリックして、Science Robotics に掲載された論文をご覧ください)



「このデバイスは、現在ますます人気が高まっている個別化医療に非常に適しています」とシア氏は語った。「しかし、現状では他の磁場の影響を受け、誤作動を起こす可能性があるなど、いくつかの欠点があります。そのため、ワイヤレスまたは超音波駆動方式に切り替えることで、この問題を解決しようとしています。」

さらに読む:
「ブラックテクノロジー!」 3Dプリントカプセルに封入された小型バイオバッテリー
《最先端技術:3Dプリントされたマイクロニードルが痛みのない皮膚への薬剤送達を可能にする可能性
3D プリント錠剤におけるもう一つの大きな進歩: カスタマイズされた薬剤放出速度の重要性とは?

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