研究者は3Dプリントされた皮膚を使って蚊の摂食行動を研究し、蚊がどのように病気を広めるかを探る

はじめに: 蚊に刺されると、デング熱、マラリア、ジカウイルスなどの致命的な病気を引き起こす可能性があります。これらはすべて蚊に刺されることで感染する病気であり、その一部は人間にとって致命的です。したがって、この小さな昆虫が世界で最も危険な動物の一つであるとよく考えられているのも不思議ではありません。世界保健機関（WHO）の調査によると、世界中で毎年約725,000人がこのような咬傷で亡くなっています。これと比較すると、ヘビ毒による死亡者数は2位だが、その数は約5万人に過ぎない。

2023年2月19日、アンタークティックベアは、蚊と感染症のより詳しい調査と研究のために、ヒューストンのライス大学とニューオーリンズのチューレーン大学の研究者が3Dプリントされた合成皮膚を研究していることを知りました。この研究に関する詳細は、Bioeng. Biotechnol. 誌の「蚊の摂食行動を研究するための自動化されたバイオマテリアルプラットフォームの開発」という論文に掲載されています。

関連論文リンク: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2023.1103748/full
病気は深刻な結果をもたらす可能性があるため、病気を媒介する蚊の研究は非常に重要です。具体的には、人間の血を吸う蚊の摂食行動を研究することになります。この種の研究は通常、研究室の予算を犠牲にして行われるため、バイオエンジニアは 3D プリント技術を活用してきました。ライス大学の生物工学博士課程の学生で、この研究の筆頭共著者であるケビン・ジェンセン氏によると、それは多くの蚊の実験が依然として人間のボランティアや動物の被験者に依存しているためだという。「
△駆虫薬スクリーニングプラットフォームの開発△機械学習モデルのトレーニングワークフローと結果
バイオプリンティング技術を用いた合成皮膚の作成<br /> おそらく、蚊の研究における最大の欠点は、被験者を見つけることに関係している。人間の皮膚と蚊との関連を排除するために、研究チームは3Dプリントされた合成皮膚でできたパッチを作ることにした。これらのパッチにはそれぞれ、血液を送り出すための小さなチャネルが備わっています。ゼラチン状のハイドロゲルから形成されたこれらのパッチはバイオプリントされ、蚊に餌を与えるために使用されます。公式の研究論文によると、ハイドロゲルはオープンソースのBlenderソフトウェアを使用して設計され、その後、選択された場所でグレースケール値が60%の強度に調整されました。その後、サンプルは Lumen X バイオプリンターの DLP プロセスを使用して製造されました。使用された層の厚さは 50 ミクロンで、3 つのハイドロゲルが同時に 3D プリントされ、合計構築時間は 23 分でした。
△ ハイドロゲルの設計により、血管部分の上に柔軟な領域が設けられる △ 灌流液の組成が蚊を引き寄せる研究者らは、カメラを備えた透明なプラスチック製の箱に試験用の蚊を入れ、各地点への着地頻度、滞在時間、人を刺したかどうか、吸血にかかった時間など、蚊の行動をはっきりと観察できるようにした。研究者らは、DEETやレモンユーカリオイルをベースにした虫除け剤を塗布した場合の影響など、さまざまな変数をテストした。しかし、研究者らは食事選択実験も行い、脱繊維血液、赤墨、PBSに蚊がどのように反応するかを観察した。
△灌流液の蚊への誘引度△虫よけスクリーンの評価とコンピュータービジョンモデリング研究者らは、このタイプの蚊に関する研究結果はこれまでの知識をはるかに超えており、蚊の種類や血液のさまざまな供給源とは無関係に使用できると結論付けました。したがって、蚊の宿主嗜好を判断することも可能になり、その一方で動物をよりよく保護できる可能性も提供できるため、3D プリント技術のおかげで世界的な健康問題がすぐに解決される可能性があります。

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