将来の補綴物として 3D プリンターで製造された人体組織

3D プリンティングは、近年最も革新的なテクノロジーの 1 つです。医学におけるその用途は、病気を再現するモデルの開発から実験室での臓器の生成まで多岐にわたります。最新の研究では、さらに一歩進めようとしています。3D プリンターを使用して人間の組織を製造し、おそらくそう遠くない将来に、現在使用されている人工補綴物に代わるものとなります。

Nieves Cuboはスペインのエンジニア兼科学者で、3D プリンティングを医療における次の革命にするために取り組んでいます。 BQ がその過程で技術的なアドバイスを提供した彼らの研究は、マドリードのコンプルテンセ大学薬学部と CSIC の高分子科学技術研究所の間で実施されています。この研究は、この技術の使用によるヒト組織の作成に焦点を当てています。その目的は、今日病院で使用されている金属製プロテーゼに代わる骨と軟骨を開発することです。

これを行うために、研究者はスペインのBQ社の 3D プリンタの 2 つのモデル、 Hephestos 2とWitbox 2 を使用して、ポリカプロラクトン (PCL) グリッドを作成しました。このポリマーは生分解性の脂肪族ポリエステルで、融解温度は約 60℃です。続いて、ニエベス・キューボ氏は印刷されたグリッドに細胞を注入し、細胞が少しずつ材料を「食べて」、扱う細胞の種類に応じて骨や軟骨を形成します。

「細胞は材料のこれらのニッチに侵入し始め、材料を食べて、製造しなければならない別の材料と置き換えます。それらが骨細胞であれば骨を作り、軟骨細胞であれば軟骨を作ります。やるべきことは、生物学が自然界で行っていることを利用することであり、細胞が発達するために必要なものを細胞に与えるだけです」と、3D プリンティング利用の先駆者であるスペインのエンジニアは説明します。彼らの成果は再生医療の分野に新たな扉を開き、骨粗鬆症やこの種の組織に影響を与える他の病状に苦しむ患者に新たな希望をもたらしました。

「現在、細胞がすべての再構築を行う前に材料を体内に入れることができるかどうか、あるいは細胞が材料を再構築するまで患者の体内に入れる必要があるかどうかを確認するために、材料を使った機械的テストを行っているところです」と氏は言う。キューボ。医療における 3D プリンティングの応用により、患者のニーズや必要なサイズに合わせた、個別のプロテーゼの作成が可能になります。理想的なシナリオは、印刷されたデバイスをできるだけ早く体内に配置し、細胞が影響を受けた組織をその場で再生できるようにすることです。しかし、スペイン人のニエベス・クボ氏のような技術者は、注入した細胞がポリカプロラクトンのグリッドを分解する可能性があるかどうかを研究しているため、その可能性にはまだ程遠い。この可能性を回避することが、これらの科学者にとっての優先目標です。

研究者が取り組む用途はプロテーゼの開発だけではありません。 BQ 3D プリンターを使用した研究は、動物実験に代わることも試みています。 「人体とまったく同じように動作するもの（皮膚や組織など）を実験室でなんとか作った場合、できることはこれらのモデルで化粧品や薬品をテストすることだけであり、使用する必要はありません。動物たちよ」と彼は言う。 2013 年 3 月以降、欧州連合では美容目的での実験動物の使用が禁止されていますが、科学者の主な目的の 1 つは、他の種類の研究における動物モデルの使用を最小限に抑えることです。ニエベス・キューボが推進した作品のような作品のおかげで、おそらくこの願いはこれまで以上に現実に近づいているでしょう。