浙江省人民病院の Wu Sufan 氏と浙江大学の He Yong 氏 | 乳房再建における生物学的 3D プリントの探究

出典: バイオデザインと製造

乳がんは世界中で女性に最も多く見られるがんで、女性のがん全体の3分の1を占めています。ほとんどの女性は乳房全摘出術を選択しますが、これは不安やうつを引き起こす可能性があります。一方、乳房再建術は乳房を失った女性の心理的、身体的、性的健康を改善することができます。現在、乳房切除後の乳房再建の主な方法は、自家脂肪移植と人工再建です。なかでも、自家脂肪注入は大量の脂肪が必要であり、その高い流動性により乳房の形を整えることが比較的難しく、実現には外科医の豊富な経験が必要となります。乳房再建のもう一つの方法は、プロテーゼ再建です。プロテーゼは、自家脂肪よりも成形能力とカスタマイズ性に優れていますが、この方法は生物学的材料への依存度が高くなります。この研究では、投影ベースの 3D バイオプリンティング技術を使用して多孔質プロテーゼを製造するための、生体適合性に優れたバイオインクの組み合わせ (PEGDA と F127DA) を提供します。このインプラントは、天然の乳房と同様の弾性率と優れた生体適合性を備えています。同時に、SVFゲルを移植したプロテーゼをヌードマウスに移植した結果、この方法は自家脂肪とプロテーゼの利点を活用して乳房再建の効果を達成できることが示されました。近い将来、人工再建と自家脂肪充填を組み合わせたこの方法は、乳房再建においてより優れた応用シナリオを持つようになると信じています。

オリジナルリンク: https://doi.org/10.1007/s42242-023-00253-3

図1 人工乳房再建と自家脂肪充填を組み合わせた乳房再建の模式図図2 F127DA合成プロセス。 (a) F127をアクリル化して光硬化能を持つF127DAを得た。(b) F127とF127DAのH NMRスペクトル。 (c) 硬化後の F127DA の圧縮、曲げ、結び目。(d) F127DA に PEGDA を追加した後に印刷された複雑なモデル図 3 レオロジー特性。 (a、b) 4 ℃ および 25 ℃ における 15% F127DA およびさまざまな濃度の PEGDA の粘度、ならびに対応する温度における水および蜂蜜の粘度 (c) 4 ℃ から 40 ℃ への加熱プロセス中にさまざまな濃度の PEGDA を添加した場合のゲル化点への影響。 (d) 硬化レオロジー試験: 最初の 30 秒間は光源をオフにし、30 秒後に 18 mW 405 nm 光源をオンにしました。図 4 印刷。 (a) 硬化前後のバイオインクの状態。(b) さまざまな光透過性材料の光学機械投影図。光学ガラスとすりガラスの焦点面への投影を顕微鏡で観察しました。光学ガラスの精度は約 200 μm、すりガラスの精度は約 300 μm でした。(c) PEGDA の添加による印刷精度への影響図 5 生体適合性。 (a) 生死染色は、さまざまな材料成分が HUVEC 細胞に及ぼす影響を定性的に観察するために使用されました。(b) cck8 実験は、さまざまな濃度の PEGDA を添加した場合の細胞増殖に対する細胞毒性を示しました。(c) ImageJ を使用して、生細胞と死細胞の数を定量的にカウントしました。図 6 は、in vivo および in vitro 実験です。 (a) 圧縮弾性率異なる濃度の PEGDA を添加した場合の圧縮弾性率への影響。(b) インビトロ膨潤試験。(c) インビボ分解: 異なる時点で除去された小さな直方体の体積と重量の変化を測定。(d) 14 日目と 28 日目にプロテーゼから除去された脂肪を観察するための HE 染色。

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