より優しい治療アプローチ:4Dプリントされたパーソナライズされた「スマートインプラント」を使用して乳がんを治療する

より優しい治療アプローチ:4Dプリントされたパーソナライズされた「スマートインプラント」を使用して乳がんを治療する
この投稿は Bingdunxiong によって 2023-8-31 17:25 に最後に編集されました

2023年8月31日、アンタークティックベアは、英国ベルファストのクイーンズ大学の研究者が乳がんの管理と治療のためにパーソナライズされた4Dプリントインプラントを開発したことを知りました。 4Dプリント技術が乳がんインプラントの製造に使用されたのは今回が初めてだと言われている。

△ 4Dプリント乳房インプラント
4D プリンティングとは、本質的には、特性や形態を変更できるいわゆる「スマート マテリアル」を使用して、動的な 3D プリント オブジェクトを作成することです。これらの変化はプログラム可能で、正確に予測でき、pH、温度、湿度、光、磁場の変化などの外部刺激によって制御できます。


この技術を利用して、研究チームは患者の組織腔にぴったり合うようにサイズを変えるようにプログラムできる多機能乳房インプラントを開発した。これにより、より高度なパーソナライズと美観の向上が可能になります。さらに、4D プリントされたインプラントは、必要な場所に正確に化学療法薬を放出し、患部での癌細胞の再発から患者を守ることもできます。

ベルファストのクイーンズ大学薬学部バイオファブリケーションおよび先進製造部門長で、このプロジェクトのリーダーでもあるディミトリオス・ランプルー教授は次のようにコメントしている。「初めて4Dプリントされたインプラントを作成することで、手術後の乳房腔を乳房の弾力性を模倣したインプラントで覆い、腫瘍の再発を防ぐ化学療法薬を放出することで乳がんをよりよく制御できるようになります。」

△この研究論文は「乳がん治療のための4Dプリント多目的スマートインプラント」と題して、サイエンスダイレクト誌に掲載されました(ポータル)
4Dプリントを使った乳がん治療

乳がんは世界で2番目に多いがんで、毎年230万人以上の新規患者が発生し、患者の約30%がこの病気で亡くなっています。

乳房温存手術は早期乳がんの治療の中心ですが、この治療法では局所的ながんの再発や乳房組織の喪失がよく起こります。さらに、放射線療法や全身療法の使用は患者の生存率を向上させる一方で、治療期間の延長や副作用ももたらします。ベルファストのクイーンズ大学の研究チームは、これらの方法に代わる魅力的な方法を開発したと主張している。

個人と腫瘍の多様性を考慮すると、研究者らは「乳がんの治療には患者中心のアプローチが基本である」と考えている。ここで付加製造技術が役に立ちます。研究者たちは、4Dプリンティングが「スマートインプラント」を開発することで乳がん治療を改善する機会をもたらすと信じている。

研究チームは、Tinkercad 3D CAD 設計ツールと Cellink Bio X 3D バイオプリンターを使用して、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩 (CMC) とセルロースナノクリスタル (CNC) の混合物を使用して乳房インプラントを製造しました。このインプラントには、一般的に使用される化学療法薬であるドキソルビシン(DOX)も充填されており、集中的に標的を絞って投与することで、がんの再発リスクを軽減することができます。

△ ブランクインプラント(上)とDOX充填インプラント
化学療法よりも優しい治療法

インプラントの体外評価を主導した薬学部のニアム・バックリー博士は次のように説明した。「化学療法は乳がん治療において重要な役割を果たしますが、深刻な副作用を伴うこともあります。この技術を使用することで、必要な場所に薬剤を集中的に投与することができ、治療をより効果的かつ穏やかに行うことができます。」

△4Dプリンティングと加工 研究者らはまた、磁気共鳴画像法(MRI)やコンピューター断層撮影(CAT)スキャンを使用して、患者のニーズに合わせてインプラントをカスタマイズできると指摘した。さらに、4Dプリントされた「スマートデバイス」は、埋め込まれると患者の体に合わせて拡張し、よりフィットさせることができます。このサイズと形状の変化は、患者の間質液(細胞間の空間を満たす液体)に応じて行われ、患者に対するさらなるレベルのパーソナライズを実現します。

これらの乳房インプラントはサイズが小さいため、手頃な価格で製造も簡単です。そのため、病院は直接的かつ個別化された治療を準備することができ、コストを削減し、患者にとってより良い選択肢を提供できるようになります。この研究は、治療中および治療後の癌患者を助けるために付加製造を採用する傾向が高まっていることを反映しています。





4D プリント、医療、インプラント、パーソナライゼーション、乳がん

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