米国ネバダ大学の金一菲教授のチームがPNASに論文を発表しました。「マルチスケールの人間の組織と臓器モデルの没入型3Dプリント」

出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造

バイオ 3D プリント技術は、機能的な複雑な人間の組織や臓器を構築するための最も有望な技術的ソリューションの 1 つです。近年提案されている浸漬インク書き込み（EIW）技術は、バイオ3Dプリンティングの重要なサブテクノロジーであると考えられています。人間の組織や臓器は、通常、複数のスケールの機能的特徴サイズを持っています。しかし、現在の EIW 方式で印刷できる組織/臓器の機能的特徴のサイズは、依然として数百ミクロンから 10 ミリメートル程度に制限されています。この技術的な難しさは、主に現在の降伏応力流体の固有の流動特性の悪さに起因しており、印刷プロセス中に必要に応じてサポートバス材料を追加することが困難であり、印刷後に残っているサポートバス材料を除去することが困難であるため、印刷された構造のスケール範囲が制限されます。

最近、ネバダ大学の機械工学部のYifei Jin教授の研究グループは、ダリアン工科大学の機械工学部のZhao Danyang教授のチームと協力して、Nebraska Medical CenterのBin Duan教授のチームと協力して、Yiliang Endulation and Chandurice Engineers of Ingruction of of Gruction and hiliang of of the pemance of bin duan中国医科大学は、マルチスケールの複雑な組織/臓器の正確なin vitro製造の問題に対処するためのマルチスケール埋め込み印刷（MSEP）戦略を提案しました。ミリメートルレベルの特性寸法とデシメーターレベルのフルサイズのヒト心モデルを備えた構造。マルチスケールのヒト組織/臓器の構築分野におけるMSEPテクノロジーの大きな可能性を効果的に検証します。博士課程の学生である張成さんと華維建さんがこの論文の第一著者です。関連研究「人工ヒト組織および臓器同等物のマルチスケール埋め込み印刷」が、米国科学アカデミーの公式学術誌である米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載されました。

図1 MSEP法の概略図と今後の応用展望。
高精度角膜構造プリント<br /> 本論文では、押し出しベースの生物学的 3D 印刷中に層ごとに積み重ねることによって生じる表面段差現象を最適化し、高精度構造の印刷を実現するための動的層高さ制御戦略を提案します。層の高さを動的に調整することで、3D プリント構造の表面粗さをさまざまな角度で一定に保つことができます。同時に、この研究では、印刷フィラメントの重なり率も表面粗さに一定の影響を与えることがわかりました。重なり率の値を調整することで、印刷構造の表面粗さをさらに最適化できます。この論文では、この動的層高制御戦略を使用して、ミクロンレベルの表面粗さを持つ角膜構造を印刷することに成功しました。

図 2 動的層高さ制御戦略と印刷されたミクロンスケールの表面粗化角膜の概略図。
ミリメートルスケールの特徴サイズで眼球と大動脈弁を印刷する<br /> この研究では、MSEP 技術を使用して、眼球と大動脈弁構造の 3D プリントを成功させました。図 3 に示すように、異種眼球のさまざまな部分は、それぞれ PEGDA/NaAlg と GelMA の 2 種類のバイオインクで構成されています。大動脈弁は構造精度と機械的特性に優れています。使用されるサポートバス材料は温度感受性が優れているため、構造の精度と完全性に影響を与えることなく、低温での後処理によって、印刷された構造から残留サポートバスを完全に除去できます。

図3 眼球と心臓弁の印刷。
実物大の人間の心臓模型の印刷<br /> 最後に、この研究では、MSEP 技術により、実物大の心臓モデルを印刷することで、大規模な人間の組織や臓器を効果的に構築できることが検証されました。印刷プロセスでは、サポートバス材料の温度感受性特性を最大限に活用します。低温のサポートバス材料を徐々に追加することで、短い針を使用して段階的に大型の人体臓器を印刷することができ、長すぎる針によって引き起こされる細胞損傷を最小限に抑えます。一般的に、MSEP テクノロジーは、将来の細胞ベースの印刷に効果的な技術サポートを提供し、組織工学と臓器移植の発展に新たな可能性をもたらします。

図 4 人間の心臓モデルのフルサイズ印刷。
出典: https://doi.org/10.1073/pnas.2313464121

米国ネバダ大学の金一菲教授のチームがPNASに論文を発表しました。「マルチスケールの人間の組織と臓器モデルの没入型3Dプリント」

エディンバラ大学は、心血管疾患の治療を改善するために3Dプリント人工血管を開発している。

フォーブス誌が市場で最も優れた3Dプリンター7台を選出、うち4台は中国製

3Dプリントドレスが、リオパラリンピック開会式で障害を持つアスリート、エイミー・パーディの輝きを助けた

ウエストベルトは実際に3Dプリントされているのですか?杭州アジア競技大会の見事な炎をあげる衣装の背後にある「職人技」をデザイナーが明かすのを聞いてください。

ヘルスケア大手ジョンソン・エンド・ジョンソンが3Dプリントをどのように活用しているか明らかに

押し出しベースの3Dバイオプリンティングと細胞外マトリックスベースのバイオインクの相乗効果を活用する

神の武器に匹敵する！最新の国産5軸増減混合加工設備

超魔法的！指を3Dプリントすれば、普通の人も6本指のピアノの達人になれる

デジタルツインと積層造形は、パーソナライズされたカスタマイズの需要の下で消費財産業のアップグレードを促進します。

BigRep の新しい 3D プリントフィラメント: 印刷速度が 50% 向上

推薦する

プレイヤーは戦士の信仰のために1年かけて牛の戦争像を3Dプリントした

3Dプリント技術が脊椎手術を助け、患者に新たな人生をもたらす

DED添加剤自動化の進歩を加速するために、Rongsu Technologyはアップグレードされた完全なプロセス監視ソリューションをリリースしました。

学術リーダーの楊勇強氏との対話：技術的なボトルネックを突破した後、3Dプリンティングは消費の新たな成長レベルを導くだろう

NASA、宇宙で先進的な機能性セラミック材料をテストするため3DCeramセラミック3Dプリンターを購入

金属3Dプリント整形外科インプラントのリーダーであるAKメディカルが北京科学技術賞の最優秀賞を受賞

Nexa3D: ポリマー積層造形法の生産効率を20倍に高める方法を発見

エディンバラ大学は、心血管疾患の治療を改善するために3Dプリント人工血管を開発している。

日本の企業が「超微粒子インクジェット」3Dプリンターを開発。XJETにライバル登場！

金属印刷の新たなチャンス?米海軍、軍艦向け金属3Dプリントへの投資を増加

iSUN 3D足と体のスキャンシステムは、新たなアップグレードされた体験をもたらします

3Dプリンター販売業者WOL 3Dはインド初の上場3Dプリンター会社となる

スキャンテックの3Dビジュアルデジタル技術が、高品質生産性のための新たなエンジンの形成を加速します！

イタリアのシスマ社が初の高速・高度に自動化されたDLP 3Dプリンターを発売

CES 2018、海外の業界専門家は3Dプリンティングをどう考えているのか？