科学＆テクノロジー

3Dプリントされた氷で作られた血管は実験室で製造された臓器を改善する可能性がある

3D プリントされた血管の氷テンプレートPhilip LeDuc 他/カーネギーメロン大学 複雑な人工臓器は、氷の中で静脈、動脈、毛細血管の型を 3D プリントし、それを有機材料で鋳造し、氷を溶かすことで繊細な中空のネットワークを形成することで作成できます。 これにより、実験室で培養された内臓の発達に必要な複雑な人工血管のためのスペースが残されます。 研究者らは、心臓、腎臓、肝臓などの移植に対する世界的な高い需要に応えるため、数十年にわたり人工臓器の開発に取り組んできた。 しかし、それらを生き続けるために必要な血管ネットワークを作成することは依然として課題です。 既存の技術では人工の皮膚や耳を成長させることはできるが、血管から200マイクロメートル以上離れると肉や臓器の材料は消滅してしまうという。 フィリップ・ルダック ペンシルバニア州のカーネギーメロン大学で。 「髪の毛の幅の2倍くらいです。 それを乗り越えた後、栄養素にアクセスできなくなると、細胞は死に始めます」と彼は言います。 したがって、内臓を安価かつ迅速に製造するには、新しいプロセスが必要になります。 LeDuc氏らは、溶けるワックスで血管を印刷する実験を行ったが、これにはかなりの高温が必要で、残留物が残る可能性がある。 「ある日突然、私の生徒が『世界で最も生物学的に適合性の高い物質である水を使ってみたらどうだろうか？』と言いました」と LeDuc 氏は言います。 「そして私は『ああ、そうだね』って感じです。 今でも笑わせてくれます。 それはとても単純です。」 彼らは、3Dプリンターを使用して氷の中に臓器の血管内部の型を作成する技術を開発した。 テストでは、氷が溶けてなくなる前に、紫外線にさらされると硬化するゼラチン素材にこれらを埋め込みました。 研究チームは、-35°C に冷却されたプラットフォームと、1 秒間に数百滴の水を吐出するプリンター ノズルを使用し、直径 50 マイクロメートルほどの小さな構造を印刷できるようにしました。 LeDuc 氏は、このプロセスは概念的には単純だが、完全に調整する必要があると述べています。液滴の吐出が速すぎると液滴が十分に早く固まらず、目的の形状を作成できませんが、印刷が遅すぎて塊が形成されるだけです。 このシステムは天候や湿度にも影響されるため、研究者らは次の方法を使用して調査しています。 人工知能 プリンターをさまざまな条件に合わせて調整します。 彼らはまた、すべての水素を元素の安定同位体である重水素に置き換えたバージョンの水も使用しました。 このいわゆる重水は凝固点が高く、不要な結晶化を避けることで滑らかな構造を作り出すのに役立ちます。…