科学者らが心臓の老化を研究するため3Dプリントした心臓を宇宙に送る

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-9-7 15:28 に最後に編集されました

2023年9月7日、アンタークティックベアは、アストロカルディアプロジェクトの一環として、ベルギーの5つの企業と研究センターが協力して3Dプリント技術を使用して人工心臓と循環器系を開発し、宇宙に送る計画があることを知りました。このプロジェクトは、Space Application Services、SCK CEN、QbD Group、BIO INX、Antleronが共同で開発しており、2025年に人工心臓を国際宇宙ステーション（ISS）に送る予定となっている。

△アストロカルディアプロジェクト
アストロカーディアの研究者らは、生きた心臓を詳細に検査することは不可能であるため、心臓の老化過程をより深く研究するために、バイオ3Dプリント技術を使用して小型の人間の心臓と人工循環システムを作成することに決めたと述べた。

科学者たちは、3Dプリントされた心臓を軌道上に送り込むことで、心臓の老化プロセスをよりよく研究したいと考えている。宇宙では心臓の老化は地球上よりも20倍も早いからだ。

「年齢を重ねるにつれて、心臓は変化します。心臓は徐々に大きくなり、硬くなり、動脈は石灰化し、血液を送り出す能力が低下します」と、宇宙応用サービス研究員のヒルデ・ステヌイト氏は説明します。「宇宙では、圧力、微小重力、放射線などの要因により、心臓の老化プロセスが最大 20 倍も加速します。したがって、宇宙環境は、地球上では得られない研究結果を得るためのユニークな機会を提供します。私たちが開発したプラットフォームにより、心臓の老化を促進するメカニズムを研究できるようになります。」

△AstroCardia 3Dバイオプリンター
3Dプリントされた心臓を宇宙に送る

3D 印刷プロセスでは、心筋細胞が数平方ミリメートルの大きさのチップ上に印刷されます。

AstroCardiaチームは、ミニチュア心臓モデルを3Dバイオプリントする際には特殊な材料が不可欠だと述べた。これには、ミクロン精度の3Dバイオプリンター、生きた幹細胞、ベルギーの新興企業BIO INXが提供する「バイオインク」が含まれます。

研究者らは、この「バイオインク」には人体のあらゆる細胞に成長できる生体材料と幹細胞が含まれていると主張している。その後、細胞は分裂して組織化され、「オルガノイド」とも呼ばれる発達中の人間の心臓のモデルが作成されます。

人工循環器は、心臓が成熟して機能するまで、心臓に刺激、酸素、栄養を供給するために使用されます。現在、科学者たちは関連するテストを実施することができ、主なテストは2025年に国際宇宙ステーションで実施される予定です。

△心臓チップは数ミリ四方のチップで、表面は心筋細胞で覆われています。
SCK CENの放射線科医ケビン・タバリー博士は次のようにコメントしている。「ミニチュア心臓はチアシードほどの大きさですが、人間の心臓を非常によく模倣しています。この革新的な技術により、心臓血管疾患をより良く研究し、いくつかの潜在的な薬をテストできるようになります。」

タバリー博士は、研究チームは患者の幹細胞を使って3Dプリントされた心臓をカスタマイズすることもできると付け加えた。これにより、研究チームは患者の心臓のミニチュア版を効果的に成長させることができるようになる。同時に、これは「個別化医療にとって大きな前進」となるだろう。

△アストロカルディアミッションコントロールセンター
宇宙での心臓研究

ISSに打ち上げられると、3Dプリントされた心臓は少なくとも6週間は活動を続け、リアルタイムで監視される。

3Dプリントされた臓器モデルはその後地球に持ち帰られ、製薬会社QbDと原子力研究センターSCK CENの研究者によって詳細に分析される予定だ。

この宇宙実験を通じて、AstroCardia のパートナーは、開発された心血管系が宇宙環境における心臓老化の科学的モデルとして役立つかどうかを研究したいと考えています。

QbDのCIO、マルティン・レニエール氏は次のように付け加えた。「このプロジェクトでは、既存の範囲を超えて考えています。私たちはすでに、社会が将来直面するであろう問題に関心を持っています。健康な心臓は、現在心血管疾患を患っている人々だけでなく、宇宙を探索する健康な宇宙飛行士にとっても重要です。」

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