粘液ベースのバイオインクを使用して肺組織を3Dプリントし、慢性肺疾患を治療する

粘液ベースのバイオインクを使用して肺組織を3Dプリントし、慢性肺疾患を治療する
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-8-1 12:00 に最後に編集されました

はじめに:毎年、世界中で何百万人もの人々が肺疾患で亡くなっていますが、これらの疾患は治療法が限られているだけでなく、効果的な動物モデルや実験薬も十分にありません。この研究のギャップを埋めるために、研究者らは複雑な肺組織構造を3Dプリントするのに使用できる粘液ベースのバイオインクの開発に成功しました。

△肺組織の3Dプリント用粘液ベースのバイオインクの概略図
2024年8月1日、アンタークティックベアは、ACS Applied Bio Materials誌に掲載された「可視光架橋ムチン-ヒアルロン酸複合バイオインクを用いたバイオ3Dプリンティングによる肺組織工学の実現」という研究結果について、研究者らは、この進歩が慢性肺疾患の研究と治療に新たな可能性をもたらすと指摘したことを知った。

△研究成果はACS Applied Bio Materials(ポータル)に掲載されました
3Dプリント肺組織技術研究開発の背景

肺疾患患者の中には移植を受ける者もいるが、臓器提供は依然として不足している。代替手段として、薬物療法やその他の治療法で症状を管理することもできますが、COPDや嚢胞性線維症などの病気には、現在のところ治療法がありません。研究者たちは、多くの場合げっ歯類を使った実験を通じて、より効果的な薬を絶えず探しています。しかし、これらの動物モデルは人間の肺疾患の複雑さを部分的にしか反映していない可能性があり、新薬の安全性と有効性を正確に予測することはできません。


一方、バイオエンジニアたちは、人間の肺のより正確なモデルや移植のための潜在的な選択肢として、研究室で肺組織を培養することを研究している。 1 つの技術では、人間の組織を模倣した構造を 3D プリントしますが、細胞の成長をサポートする適切なバイオインクを設計することが依然として課題となっています。そこで、研究者のアショク・ライチャー氏とその同僚たちは、この障害を克服しようと試みた。

△インクでテストパターンを印刷した後、研究者はそれを青色光にさらしてMuMA分子を結合させ、水を吸収して細胞の生存を助ける安定した多孔質ゲルを形成した。
粘液ベースのバイオインクの開発

研究チームは、バイオプリンティングでは広く使われていない粘液の成分であるムチンから着手した。この抗菌ポリマーの分子構造は、細胞の付着と成長を促進するタンパク質である表皮成長因子に似ています。ライチャー氏とその同僚は、ムチンをメタクリル酸無水物と反応させてメタクリル化ムチン(MuMA)を生成し、それを肺細胞と混合した。結合組織やその他の組織に含まれる天然ポリマーであるヒアルロン酸を添加すると、バイオインクの粘度が高まり、細胞の成長と MuMA への接着が促進されます。インクを円形や正方形のグリッドなどのテストパターンに印刷した後、青色光にさらして MuMA 分子を架橋しました。架橋により、印刷された構造が多孔質ゲルの形で安定化され、水を容易に吸収して細胞の生存をサポートしました。

△バイオインクで印刷された足場はリン酸緩衝生理食塩水中で良好な安定性を維持し、4週間後も質量の70%を保持しました(赤は死んだ細胞、緑は生きている細胞を表します)
研究者たちは、ゲル内の相互接続された細孔が栄養素と酸素の拡散を促進し、細胞の成長と肺組織の形成を促進することを発見した。印刷された構造は無毒で、生理学的条件下でゆっくりと生分解するため、印刷された足場が徐々に新しく成長した肺組織に置き換えられるインプラントとしての使用に適している可能性があります。このバイオインクは、肺の 3D モデルを作成して肺疾患の経過を研究し、潜在的な治療法を評価するためにも使用できます。




肺組織、肺疾患、バイオインク、材料

<<:  数十年にわたり金属製品を刺激し、新たなトレンドを築く:3Dプリントは数十万の端末部品の応用を実現|長連

>>:  華中科技大学先端科学技術学部の熊偉教授のチーム:異種金属酸化物のナノ3Dプリントの新しい方法

推薦する

宗威キューブと立佳国際は、ベイエリアの高品質な3Dプリントプラットフォームを共同で構築するための戦略的協力協定を締結しました。

2021年12月10日、深セン市宗衛立方科技有限公司と粤港区3D科学技術イノベーション実験基地は、...

四川省人民病院は患者のために3Dプリントの人工骨盤を設置した。

出典:成都ビジネスデイリー手術前に医師は手術のシミュレーションを行った7月11日、四川省人民病院で、...

スピードへの情熱の下での挑戦、3Dプリント自動車製造の未来は明るい

2022年10月にSmarTech Publishingが発表した調査によると、自動車市場は3Dプ...

超靭性と延性を備えた初の3Dプリント高性能ナノ構造合金

この投稿は Bingdunxiong によって 2022-8-6 11:50 に最後に編集されました...

国家3Dプリント入札プロジェクトの概要、総額は50億元を超える

南極熊国家3Dプリントプロジェクト入札欄では、総額50億元を超える関連プロジェクトが発表された。例え...

NASA、コンター・クラフティングの月面3Dプリント建設技術に資金提供

2022年6月26日、Antarctic Bearは、NASAが2022年の中小企業技術革新研究(...

Scantechは浙江省の企業秘密保護の実証基地に指定されました!

2024年7月24日、余杭区平遥市場監督管理事務所で余杭区国家企業秘密保護イノベーション試行推進会...

創翔3Dと深セン工科大学が共同で積層造形技術のデジタルプラットフォームをリリース

南極熊は、2023年5月25日に創翔3Dと深セン職業技術学院が共催する「共創、共有、ウィンウィン」創...

買い物のときには絶対に履けない3Dプリントシューズ33足

3D プリントされた靴は、従来の製造方法では不可能な複雑な格子構造の作成を可能にし、独特の美的かつ...

印刷速度が5倍に向上、Raise3D高速3Dプリントキットが中国で正式に発売

南極熊は、2023年2月17日にRaise3D Fuzhi TechnologyがHyper FFF...

研究者は3Dプリントを使用して、正確な解剖学的構造と生体力学的特性を備えたよりリアルな耳を再現します。

南極のクマ はじめに:耳介再建の従来の方法には、自家肋軟骨移植と同種インプラントがありますが、技術的...

先端材料のスペシャリストであるルシデオンが金属とセラミックの積層造形の発展について語る

この投稿は warrior bear によって 2024-12-27 20:28 に最後に編集されま...

プレビュー:ファースーンの上海支店移転と華東市場協力・発展交流会

イベント:Farsoon上海支店移転および華東市場協力・発展交流会時間:2018年9月20日、13:...

NonmaniFOLD: 現代女性のための 3D プリントジュエリー

高い自由度と迅速なプロトタイピングという 2 つの大きな利点により、3D プリントはジュエリー業界で...

3Dプリント技術が造船業界の変革に貢献する

3Dプリント技術は、いわゆる積層造形技術です。現在、この技術は航空宇宙や医療分野で広く利用されてお...