オーストラリアの科学者が心臓細胞を3Dプリントして損傷した組織を修復

南極のクマは、いつか自分の心臓を印刷して、年老いて心臓に問題が生じても、新しいものと交換できる日が来るとよく夢見ます。

△写真はインターネットからのもので、本記事とは一切関係ありません
人間の臓器を 3D プリントするという目標はまだ遠いですが、一歩ずつ前進することで、この夢は現実に近づくでしょう。オーストラリアでは、シドニーに拠点を置く心臓研究所（HRI）が、損傷した心臓組織の修復に使用できる人間の細胞を印刷できるバイオプリンターを開発した。研究結果も驚くべきものでした。これらの心臓細胞は本物の心臓と同じように鼓動することができます。

HRIの科学者、カーマイン・ジェンティーレ博士は、患者は医療スタッフに表皮細胞を提供するだけでよく、その細胞は幹細胞の生成に使用され、さらに心臓細胞へと生成されると述べた。医師はこのプリンターを使用して、患者に必要な特定の心臓細胞を印刷し、損傷した臓器を修復するために心臓に移植できる組織を生成することができます。

このアプローチは、特に従来の治療が効かなかった場合に、心臓病に苦しむ患者にとって大きな利益となる可能性がある。心臓病の一般的な治療法には、閉塞した冠動脈を広げるためにバルーンを膨らませる血管形成術や、ステントを挿入し、さまざまな薬剤を投与する再灌流療法などがあります。その過程で、3D プリントされた組織が、切望されていた代替手段を提供できる可能性があります。

コリンズ大学の心臓専門医で准教授のジェマ・フィグツリー氏は、死んだ心筋を効果的な「パッチ」で置き換えることで、息切れの問題は大幅に解決され、生活の質も向上する可能性があると説明した。「オーストラリアだけでも、35万人が心臓病に罹患し、毎日24人が心臓病で亡くなっています。そのため、この3Dプリントの画期的な進歩は大きな意義を持っています。」

3D バイオプリンターは、移植可能な心臓細胞の作成に加えて、薬物試験用の特殊な臓器も作成できます。つまり、患者自身の細胞を使ってミニ心臓器官を作成し、患者に使用する前にこのミニ心臓器官で薬剤の効果をテストすることができるのです。ジェンティーレ博士はまた、この発見により患者に対する薬の副作用を短期間で検出できるようになったため、素晴らしい発見だと述べた。

もちろん、この技術がすぐにオーストラリア全土の病院に導入されるわけではなく、HRIの研究者たちは、この技術が患者の治療に使用されるようになるまでには5年から10年かかると考えている。

移植可能な人間の組織のための 3D バイオプリンティングはまだ研究段階ですが、一部の心臓手術の現場では 3D プリンティングが使用され始めています。

香港の医師らは、手術の成功率を向上させるため、術前の準備に3Dプリントされた模擬臓器を使用していると報告されている。香港中文大学と香港大学は、患者の経食道超音波画像診断で収集したデータを使用して3D再構成を実行し、複雑な心臓構造の非常にリアルな3Dシリコンソフトウェアモデルを作成し、術前計画を支援し、患者に合わせた介入治療計画を作成する技術を共同で開発しました。

心臓の構造は複雑で、人によって異なるため、心臓介入手術は非常に困難です。医療スタッフは、治療装置の最適な位置を確認するために手術中に複数回試行する必要がある場合があり、心臓手術の合併症や失敗の可能性が高まります。医療スタッフは、治療装置の最適な位置を確認するために手術中に複数回試行する必要がある場合があり、心臓手術の合併症や失敗の可能性が高まります。この技術により、医療スタッフは手術中に器具をより正確に最適な位置に配置できるようになり、合併症や手術の失敗のリスクが軽減されます。

この技術は、2015 年に起きた複雑な左心耳閉塞症の症例から生まれました。昨年、香港のプリンスオブウェールズ病院で 78 歳の女性患者が左心耳閉塞手術を受けました。術前の経食道超音波検査で、彼女の左心耳が二分されていることが判明しました。この構造により閉塞手術の難易度が高まりました。医療スタッフは、患者の左心耳の両端に閉塞具をより正確に配置するために、非常に詳細な術前計画を立てる必要がありました。

そこで、チームは革新的な 3D プリント技術を活用して手術計画を支援し、作成された 3D ソフトウェアモデルを使用して手術前に関連する治療手順をシミュレートしました。術後の追跡調査と評価により、患者の状態は良好であることが示されました。

出典: 36kr

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