科学者は人間の心筋細胞を使って、何ヶ月も自律的に鼓動できる心臓室を3Dプリントする

科学者は人間の心筋細胞を使って、何ヶ月も自律的に鼓動できる心臓室を3Dプリントする
出典:科技日報

△鼓動する心臓細胞を含む3Dプリントされた心室。 画像出典: 英国「ニューサイエンティスト」ウェブサイト
2023年6月27日(記者 張家新) イギリスのウェブサイト「ニューサイエンティスト」の最新ニュースによると、ドイツのエアランゲン・ニュルンベルク大学の科学者らが、マイクロ心室(心臓の底にある部屋)を3Dプリントできる新技術を開発したという。生きた人間の心筋細胞を使って印刷した心臓の部屋は、少なくとも3か月間は自律的に拍動することが示された。

人工心臓組織は、型や足場上で心臓細胞を培養することで作ることができますが、通常はシートやリングなどの単純な形状しか作ることができません。 3D プリントではより複雑な構造を作成できます。たとえば、2019年にイスラエルのテルアビブ大学の研究者は、完全な3Dプリント心臓を実証しました。ただし、ジャンプはできません。

新しい 3D プリント技術により、科学者は体の他の部分に血液を送り出す鼓動する心室を作成できるようになりました。研究者らは、生きた心筋細胞、コラーゲン、ヒアルロン酸を含む「インク」を作成し、心臓の心室に組織構造を与えた。ノズルを使用してこのインクをサポートゲルに注入し、印刷中にインクを希望の形状に保持し、その後溶けて印刷された構造を残します。

研究によると、この技術を使うと、高さ14mm、直径8mmの風船状の心室構造を印刷できるという。これは実際の人間の心室の約1/6の大きさだ。心臓の部屋は印刷から1週間後に鼓動を開始し、100日後もまだ鼓動を続けています。興奮剤は、本物の心臓のように鼓動を速めることができます。

研究者たちは、最終的にはこの技術を使って、4つの心室すべてを備えた完全な心臓を印刷したいと考えている。血管細胞を含む第2の印刷インクを追加することで、このインクが印刷された心臓組織内の血管に成長すると期待されています。

【編集長コメント】

過去20年間、心臓病は世界中で主な死因となっており、死亡者数は年々増加しています。重篤な患者の多くは心臓移植を必要としているが、死ぬ前にドナーを見つけることができない。そのため、血液を送り出す心臓のような装置が研究のホットスポットとなっている。近年、3Dプリント心臓には多くの進歩がありましたが、心筋の微細構造と複雑な機能はまだ完全にはシミュレートされていません。新たな技術によって人工心臓の耐久性と頑丈さが向上し、将来的には「オリジナル製品」に取って代わる日が来ると期待されている。




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