3Dバイオプリンティングの新たな飛躍的進歩、最初の3Dプリントハートの誕生

最近、イスラエルのテルアビブ大学の研究者たちは、世界初の3Dプリント心臓を創り出すために人間の組織を使っていました。

1960年代前後に腎臓および心臓移植手術が成功して以来、臓器移植の臨床技術は日々進歩し、手術の成功率は増加しています。 しかし、多くの国では、臓器のウェイターとドナーの数は大きく異なります。 たとえあなたが正しい器官を待って移植に成功するのに十分幸運であったとしても、術後の拒絶反応は患者の生活に脅威を与えるでしょう。 長年にわたり、臓器の完全な「複製」は医療専門家の夢となりました。

2010年には、世界初のバイオプリンタが培養ヒト細胞を使って最初の血管を作り出し、人間の臓器の3Dプリントを可能にしました。 2013年に、心臓専門医は最初の3Dプリントされた「心臓」を完成させました。 しかし、プラスチック製のこの「心臓」は、外科手術の研究にしか使用できません。 むしろ、それは単なる「心臓モデル」です。

新しく印刷された3D心臓は、細胞、心室、心房だけでなく、交差する血管も持っています。 この印刷に使用される「インク」は、患者から抽出された脂肪組織から得られます。 それらのうち、単離された細胞は、編集された多能性幹細胞となり、そして次に心臓の心臓を構成する心筋細胞と血管を構成する内皮細胞とに分化する。 単離された非細胞成分は、家を建て、細胞の位置を固定し、そしてこれらの「小さなレンガ」の成長を促進する細胞外マトリックスとして作用する「セメント」として作用する「個別化されたゲル」に変換される。 接続を確立し、最終的に機能的な臓器に再編成します。 印刷された「原材料」は患者自身から来ているので、拒絶の発生について心配する必要はありません。

しかし、この3D心臓は現在のところ収縮機能しか持たず、研究者らはさらに培養し、心臓細胞に働きかけてポンピング機能を達成し、その後動物移植実験を行う必要があります。 距離は実際に人間の心臓移植に適用され、そしてより多くの作業を行う必要があります。 心筋細胞および血管に加えて、心臓には線維芽細胞、神経細胞、脂肪なども含まれる。異なる種類の細胞の増殖環境をどのように調整するかは、まだ研究されていない。 さらに、心臓走査技術およびプリンタの限られた解像度のために、心臓内のすべての血管をプリントアウトすることは現在不可能である。

臓器移植は心臓だけでなく肝臓や腎臓も含みます。 研究者たちは、オルガン印刷で「最も骨を粉砕する」ことを試みました。

単純な組織から機能的に複雑な臓器まで、術前分析に使用される医療モデルから人体に埋め込まれたチタン合金の骨まで、研究者はバイオプリンティングの分野で新たな進歩を遂げ続け、そして患者に新たな希望をもたらします。