突破！ハーバード大学チームが細胞の成長を促進するために厚い血管網を3Dプリント

生物学的3Dプリンティングは多くの分野で非常に高い潜在的応用価値を持っているため、現在、世界中のトップクラスの研究機関や組織が関連研究を積極的に行っています。最近、ハーバード大学応用科学工学部（SEAS）とヴィース生物工学研究所は、この点で新たなブレークスルーを達成しました。十分な厚さの血管網組織構造を3Dプリントできる新しい方法を発明したのです。これにより、液体、栄養素、細胞成長因子がスムーズに進入し、移植された細胞の生存を確保して成長を促進し、最終的に完全な機能組織を形成できます。

「この画期的な進歩により、マルチマテリアル3Dバイオプリンティングプラットフォームを使用して厚い人間の組織を作成する能力が向上し、組織の修復と再生のための構造の作成に近づくでしょう」と、ワイス研究所の生物工学教授でこの研究の主著者であるジェニファー・A・ルイス氏は述べた。「現在、ほとんどの3Dバイオプリンティング技術では、組織の成長を維持できる大きく厚い血管ネットワークを作成することができませんが、私たちのプロジェクトにより、この問題点が解消されることを期待しています。」

ルイス氏と彼女のチームが達成したことは驚くべきものです。彼らの新しい方法を使用して 3D プリントした組織は、他の方法よりも 10 倍も厚いのです。このアプローチは、本質的には生きた細胞と細胞外マトリックスを原料として使用し、組織の成長を維持できる構造を作成します。これまでのところ、この方法を使用してチームが作成した組織は、最大 6 週間生存しています。

研究では、研究チームはヒトの骨髄幹細胞を用いた実際の試験を実施し、この方法で印刷した血管網構造に実際の血管と同じ内皮細胞を移植し、その後、骨髄幹細胞と対応する成長促進因子を注入し、最終的に1か月で幹細胞の成長を誘導することに成功した。

Antarctic Bear によると、この新しい方法と他の方法の主な違いは、シェルのサポートとしてカスタマイズされた 3D プリントされたシリコン型を使用することです。実際の製造では、まずこの型に血管のチャネルグリッドを印刷し、次に幹細胞インクを使用してその上に組織を印刷します。このインクは、何層にもわたって印刷を行っても形状を維持できるほど強力であることに留意することが重要です。

次のステップは、血管グリッドの交差点に血管柱を印刷し、グリッドが相互接続されて、領域全体で完全なシステムネットワーク構造を形成することです。最後に、線維芽細胞と細胞外マトリックスからなる液体を使用して残りの部分を埋め、血管網を含む完全な軟組織構造が完成します。次のビデオでは、プロセスの概要を説明します。

異なる形状、厚さ、組成の組織が必要な場合は、シリコン型の形状を変更し、異なるタイプの細胞を含むインクを使用するだけです。また、金型の両端には入口と出口があります。それらを通じて、上記の栄養素が組織に注入されます。

「この研究は、血管が生えた生体組織の3Dバイオプリンティングに関する基礎科学的理解を深めるのに役立つだろう」と、このプロジェクトに資金提供した国立科学財団（NSF）の職員、Zhijian Pei氏は述べた。「この研究や同様の研究により、3Dプリントされた人体組織の医薬品安全性および毒性試験への応用がさらに拡大し、最終的には組織の修復や再生にも利用できるようになるだろう。」

現在、研究チームはこの手法に関する論文を執筆し、3月7日に米国科学アカデミー紀要の最新号に掲載した。ご興味がございましたら、こちらをクリックしてお読みください。

さらに読む:
「3Dバイオプリンティングを研究、四川ブルーレイ・イノが2分で10cmの血管を印刷」
生きた自己組織化血管の3Dプリントは、チップ上で複雑な人間の構造を再構築するのに役立つかもしれない

3ders経由

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