南方医科大学は、パーソナライズされた「部品」を印刷することを目指して、骨の人工装具を3Dプリントしようと試みている。

南方医科大学は、パーソナライズされた「部品」を印刷することを目指して、骨の人工装具を3Dプリントしようと試みている。
この投稿は、Dongfang Xiong によって 2016-1-16 10:00 に最後に編集されました。

ウサギから幹細胞を採取し、3Dプリントした足場に載せ、体外で4週間培養した後、ヌードマウスの皮下に接種して培養する。最終的に、必要な軟骨組織を成長させることができる。これは、南京医科大学付属南京病院が3Dプリント技術を使って行った試みである。これに基づき、11月4日、南京医科大学デジタル医学研究所が南京医科大学付属南京病院で公開されました。


現在、南京医科大学付属南京病院整形外科研究所は、骨、血管、腫瘍などの組織の3Dプリントを実現しており、3Dプリントされた骨の「人工物」を使用して手術による欠損部を直接埋めることを徐々に試みています。南京医科大学付属南京病院整形外科の姚清強氏は「この技術を使ってウサギの肩関節を『製造』することができ、軟骨の再生と修復が可能になった。現在、この研究は国内の整形外科分野をリードしている」と語った。次の段階では、研究者らは豚で関連実験を行い、徐々に人体の機能組織に近づいていく予定だ。 「将来的には、この技術を使って人体の組織欠損を修復できるようになるかもしれない」この研究は、南京医科大学の教授で江蘇省デジタル医学協会の会長である王立明氏が主導した。

いわゆるデジタル3Dプリント技術は、コンピューターの3次元設計モデルに基づいており、レーザービーム、ホットメルトノズルなどの方法を使用して、金属粉末、セラミック粉末、プラスチック、細胞組織などの特殊な材料を層ごとに積み重ねて結合し、最終的に形状に重ね合わせて物理的な製品を作成します。現在、3Dプリント技術は医療分野でますます活用されています。例えば、患者の骨のデータをコンピューターに入力することで、患者の骨のモデルを事前に印刷し、医師が事前にリハーサルを行うことで、手術中の安定性と精度を高めることができます。

姚青強氏は、軟骨の体外培養には3Dプリント技術を使って「足場」を作る必要があると紹介した。足場とは、足場を作り、その足場の中に骨髄の血液を濃縮し、特定の方法を使ってその中の幹細胞を軟骨細胞に分化させることだ。培養が完了し、体内に接種されると、足場は人体によって約2年以内にゆっくりと分解されます。分解プロセス中、細胞は時間の経過とともに成長し、足場の分解によって生じた空間を埋めることができ、成長が完了した後は強力な安定性を維持します。

現在、南京医科大学付属南京病院整形外科が習得した技術により、体内から幹細胞を取り出し、体外で培養し、自身の幹細胞を使って軟骨を「成長」させることが可能になった。これにより、免疫拒絶、ウイルスの運搬、潜在的な発がん性など、同種ワクチンの欠点を回避できる。さらに、3Dプリント技術を使用して、必要な軟骨の形状を印刷し、培養後、成長した軟骨は必要なサイズとまったく同じになります。姚清強氏は「3Dプリントと組織工学の組み合わせは、パーソナライズされたインプラントの生産と組織工学技術に革命をもたらし、臓器移植、組織の修復と再建、再生医療など、複数の分野の進歩を大きく促進するだろう」と述べた。

南京医科大学デジタル医学研究所の設立後、医療分野における3Dプリント技術の応用をさらに推進していきます。将来的には、3D プリント技術によって人間の臓器を印刷したり、患者が必要とする個別の「部品」を印刷したりできるようになるかもしれません。
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