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2025-08-05 05:00:00
数時間で印刷されたハート。患者自身の細胞から栽培された生地。素晴らしい映画や本のシーンの説明として聞こえますか?それにもかかわらず、そのようなテストは、そのようないやらしい形ではすでに保持されていません。それはいわゆる3Dバイオプリンティングについてです。それは何ですか、テクノロジーにどのような希望が割り当てられ、彼女が今日持っている制限は何ですか?私たちは理解しています。
どんなバイオプリンティング
「3次元のバイオペット、または3Dバイオペテン酸塩、3Dバイオプリンティングは、3D印刷を使用して細胞の体積モデルを作成する技術であり、細胞の機能と生存率が保存されています」 – このような洗練された定義は、ネットワークで見つかりました。
少し単純化する場合、バイオプリンティングは生き物の組織の印刷です。技術の動作の原理は、古典的な3Dプリンターに体積モデルを印刷するためのデバイスに似ていますが、インクの代わりに、さまざまな体組織の特別な生体材料が提供されます。
ドナー臓器は誰にとっても十分ではありません
なぜ彼らは研究環境でこれについて多くを話しているのですか?主な理由の1つは、実際のドナー臓器の欠如です。バイオプリンティングでは、明らかに、彼らは状況に対する可能な解決策を見ています。
2番目の困難がありますが。患者がドナー臓器を待っていても、彼の体は必ずしもそのような代替品を取るとは限りません(多くの場合、反対に、引き裂かれ始めます)。人は、時には生涯を通じて免疫抑制剤を受け入れなければなりません。彼らは免疫系の仕事を遅くし、ドナー材料が根を下す可能性が高くなりますが、同時に低い免疫応答に関連する他のリスクを増やします。
患者自身の細胞からの印刷された臓器(重要:理論的に)は、いずれにせよ、熱心に体によって拒否されるべきではありません。
バイペットする方法
プラスチック(または金属)の代わりに、SOで覆われた生物生物が使用されます – これは、患者の再生組織から得られた生細胞を含む混合物です。それらは、細胞の成長と維持の基礎として機能するバイオメディック材料(ヒドロゲルやコラーゲンなど)と混合されています。
さらなるプロセスは、イデオロギー的には古典的な3D層と類似しています。プリンター(外向きに、このようなデバイスは実際にはほとんど異なりません)は、層の精度で特定のデジタルモデルに従って必要な臓器の構造を広げます。
バイオプリンターとは何ですか?一般に、いくつかの基本的な品種が際立っています:押出、ジェット(それらはドリップとも呼ばれます)、レーザー。しかし、通常のように、それぞれには優先度の範囲だけでなく、それぞれが独自の長所と短所を持っています。
- したがって、たとえば、ジェットバイオプリンターは非常に正確であり、実際には細胞を傷つけませんが、同時に臓器/組織と印刷速度の点で制限されています。
- レーザーモデルは、名前が示すように、生体材料のさらに正確な移動のためにレーザーインパルスを使用しますが、それらは道路であり、重要なことに複雑な動作です。
- 現在、押出デバイスが最も一般的です。
テクノロジーの主な困難は何ですか
上記の情報から、すべての革新にもかかわらず、3Dバイオプットは多かれ少なかれ「走っている」と仮定できます。実際、いや、少なくとも人の内部器官を作成する問題では。なぜ?
主な理由は、ヒト細胞の特徴にあります。これらの細胞に到達すると、これらの細胞が使用するのに適していないようになります(前述のように、原則として適切ではないかもしれません)。
言い換えれば、人間の心臓の完全なモデルを印刷したとしても、患者の一般的な「元の」臓器、つまり細胞、組織、ニューロン、血管の一般的なシステムと根付いていない場合や、それほど重要ではない場合があります。人為的に完全に(または少なくとも重要な)完全にそれを再現します – かなり困難なタスク。
あなたがより深く行くなら、主な困難は次のとおりです。
- 血管新生:最小の毛細血管のネットワークを作成する必要があります。そうでなければ、印刷された生地は「窒息」します。
- 神経支配:神経は臓器に保持されていますが、まだ完全に再現する方法がわかりません。
- 複雑な構造 – たとえば、肺 – は巨大な領域が異なり、これはすべて正確に再現する必要があります。
しかし、どこかで3Dバイオプリンティングが現在使用されていますか?
「複雑な」内臓を考慮しない場合は、はい。研究者はすでに、軟骨組織を含む、SOがコールした平らな生体材料のシールを習得しています。
したがって、たとえば、2022年、アメリカ企業3DBIO Therapeuticsの科学者 作った 右耳の変形で生まれた20歳の少女の場合、自分の細胞から印刷されたインプラント。耳の印刷された軟骨組織の移植は、中国の数人の子供によっても実行されました。ネットワークによると、手順は成功しました。
とりわけ、さらに新しい例 – 世界で最初 2024年に開いた傷に多層皮膚を印刷してください。本当です。このケースはかなり実験的です。ペンシルベニア大学(米国)の科学者は、髪の回復の可能性を秘めたが、ラットでの操作中に生きている皮膚を生成しました。しかし、大学の代表者は、正常な表皮の3つの層すべてをすべて再現することができたことを明らかにしました。介入は動物の頭の「重大な皮膚不足」を修正しました。
最後に、T&Rバイオファブの専門家(韓国)も軟骨と骨のバイオプリンティングの分野で働いており、保証されているように、整形外科および顎顔面手術の開発を使用して、地元の診療所や医学大学と協力しています。
完全な装飾された心臓または肺のシールはまだ可能になりますか?
明確な答えはまだありませんが、多くの研究者はより積極的に構成されています(熱心ではないにしても)。
「多くのことは、バイオプリントのさらなる開発が最終的に、自己学的な完全な装飾された身体の作成など、新しい治療方法の開発に貢献することを示しています。 (つまり、患者自身の組織または細胞から。 現在の不治の疾患の移植と新しい治療方法」、 – そのような結論数年前 作った スペイン大学エステルマドゥラ大学の専門家。
スタンフォード大学(米国)でも、この分野のいくつかのプロジェクトに取り組んでいます – 彼らは 信じる 科学者の応用はまた、印刷だけでなく、心臓を含む生成された臓器の完全な適応の可能性をより近くももたらしています。それで、昨年6月、スタンフォードは次のように述べています。彼らのバイオエンジンは、臓器バイオプリンティングの最も難しいタスクの1つを解決するために最も重要な一歩を踏み出しました。
「人の心臓全体を印刷するために、人の幹細胞から十分な数の心臓細胞を生成し、生存率を維持する良好で複雑な血管の木を作成できるようになりました。今では、細胞と血管ネットワークの2つの要因を積極的に組み合わせています」、 – 資料で結論付けられました。
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#3Dバイオペリングの仕組みとその見通しは何ですか