3Dプリントされた成長する人工血管は先天性心疾患の子供たちにとって恩恵となる

血管移植は難しい手術ではありません。しかし、子どもの場合、人工血管は成長しても大きさが変わりません。これにより問題が発生する可能性があり、患者は新しい血管を置き換えるために複数回の手術を受ける必要がある場合があります。

Antarctic Bearによると、人工組織や臓器の3Dプリントや移植手術は、徐々に人体実験に利用され始めている。例えば、2014年にはドイツのフラウンホーファー研究所が3Dインクジェット方式とレーザー加工を組み合わせた人工血管の製造に成功した。 2015年には、四川ブルーライトイノも血管3Dプリンターをリリースし、血管を印刷できると主張した。

△ドイツ・フラウンホーファーによる3Dプリント血管 △四川ブルーライトイノによる3D生物印刷システムしかし、3Dプリント臓器は依然として重要な問題に直面している。現在、ほとんどの組織や臓器は「細胞＋接着剤」の混合物を介して印刷されているが、それらは長期間接着することができず、人体でスムーズに機能できるかどうかはまだ検討されていない。血管は臓器組織に比べて小さく、長く、中が空洞で、栄養素や血液を輸送する役割を担っているため、印刷がはるかに困難です。

身体の成長に合わせて素材を変えることはできないため、先天性心疾患を患い同様のインプラントを埋め込んだ子どもたちは、成長に合わせて血管が適切に接続されるようにさらに5～7回の手術を受けなければならない。これは非常に高額なだけでなく、定期的なフォローアップ訪問も必要となり、非常に不便です。

移植後に血管が自ら成長できれば素晴らしいですね。今、この夢は実現しようとしています。

最近、ミネソタ大学は自ら成長できる血管の開発に成功し、子羊で試験することに成功した。研究結果は今年9月にネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された。
「人体に埋め込んだ後に成長できる材料が医療に使われるのはこれが初めてかもしれない」とバイオエンジニアリングの博士課程の学生、ロバート・トランキーロ氏は言う。「将来、心臓病の子どもたちは、複数の血管インプラントの代わりに、1回の手術で済むようになるかもしれない」
研究によると、研究者らはまず羊皮細胞を特殊なチューブの上に置き、細胞が栄養分を吸収して成長できるようにチューブの近くに栄養分を輸送した。チューブを取り付けると、細胞は特定の形状になり、その中のタンパク質が細胞の周りに定着します。

△作られた「血管」は子羊に移植され、その後、研究者らは細胞を取り除き、タンパク質の足場を残します。これが子羊に移植する準備の整った「血管」です。研究者らはまず、生後5週間の子羊3匹の心臓から肺への血管を取り除き、次に人工血管を移植した。結果は、これらのタンパク質の足場が子羊の細胞によってゆっくりと包まれ、子羊の成長とともに徐々に一つに融合して成長していくことを示しました。リアルタイム追跡プロセスの間、子羊は良好な健康状態を保っていました。子羊が1歳になると、手術を行ったときと比べてその大きさは4～5倍に成長します。

△「血管」は子羊の成長に合わせて成長します。研究者が再びこの人工血管を子羊から取り出してみると、長さと幅が確かに50％も伸びており、その機能は普通の血管と変わりませんでした。

この実験の成功は、人工血管の分野における生物学研究の発展に間違いなく役立つだろうし、より多くの子供たちが手術の痛みを避けることにも役立つだろう。そして、生物学的 3D プリント市場にとっても、これはチャンスとなるかもしれません。

出典: Leifeng.com

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