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複雑な血管網は、人工器官のために3D印刷できます

計算モデルによって設計された血管ネットワークアンドリュー・ブロッドヘッド 3Dプリント臓器のために血管ネットワークを迅速に設計できる計算モデルは、ドナーを必要とせずに人工肝臓、腎臓、または心臓の移植に一歩近づくことができます。 臓器不全の人はしばしば臓器移植を必要としますが、世界移植需要の10%のみが満たされています。このニーズを満たすために、科学者は研究室の3Dプリント臓器への方法を開発しています。しかし、これらには、血液容器ネットワークが生き続けるために、およびこれらを数日または数週間設計するための既存の実験方法が必要です。 これに対処するために、カリフォルニアのスタンフォード大学のアリソン・マースデンと彼女の同僚は、血管が体内の小さなものに分岐する方法を説明する数学法に基づいて、これらのネットワークをあらゆる臓器に設計できる計算モデルを構築しました。 彼らは、腎臓細胞から3Dプリントされた1センチメートル幅のリング型構造の25隻の容器のネットワークをモデル設計に設計することにより、そのアプローチをテストしました。 その後、チームは容器ネットワークを冷たいゼラチン粒子を使用してリングに印刷し、その後37°C(98.6°F)に加熱し、ゼラチンを溶かし、血管を模倣した1ミリメートルの中空幅のチャネルのネットワークを残しました。その後、研究者は、通常の血流をシミュレートするために、チャネルを介して酸素と栄養素を含む液体を継続的に汲み上げました。 1週間後、チームが血液のような液体を浴びていた血管のない腎臓細胞の同一の環と比較して、リングには約400倍の生きた細胞がありました。 「容器の近くにある細胞を生かし続けることができました」とマースデンは言います。さらに離れていたものは、それらの地域に栄養素を供給するために必要な、より小さく、より高度に分岐した容器を印刷することがまだできないために死亡したと彼女は言います。チームはこれに対処する方法を模索しています。 「彼らは間違いなく可能なことの境界を押し広げています」とフランスのパリ・サクレイ大学のHugues Talbotは言います。このアプローチにより、いつか科学者は数日や数週間ではなく、数時間でフルサイズの臓器のために船舶ネットワークを設計できるようになる可能性があると彼は言います。 "容器 [networks] このように設計された設計は、ラボで栽培できる臓器を置き換える、または少なくとも補完するために将来使用できます。」 まず、研究者はこれらの血管ネットワークを大きな臓器に印刷する方法を開発する必要があります。すべてがうまくいけば、マースデンは、約5年以内に豚の3Dプリントされた臓器をテストしたいと言います。 トピック: #複雑な血管網は人工器官のために3D印刷できます

複雑な血管網は、人工器官のために3D印刷できます

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2025-06-12 19:00:00

計算モデルによって設計された血管ネットワーク

アンドリュー・ブロッドヘッド

3Dプリント臓器のために血管ネットワークを迅速に設計できる計算モデルは、ドナーを必要とせずに人工肝臓、腎臓、または心臓の移植に一歩近づくことができます。

臓器不全の人はしばしば臓器移植を必要としますが、世界移植需要の10%のみが満たされています。このニーズを満たすために、科学者は研究室の3Dプリント臓器への方法を開発しています。しかし、これらには、血液容器ネットワークが生き続けるために、およびこれらを数日または数週間設計するための既存の実験方法が必要です。

これに対処するために、カリフォルニアのスタンフォード大学のアリソン・マースデンと彼女の同僚は、血管が体内の小さなものに分岐する方法を説明する数学法に基づいて、これらのネットワークをあらゆる臓器に設計できる計算モデルを構築しました。

彼らは、腎臓細胞から3Dプリントされた1センチメートル幅のリング型構造の25隻の容器のネットワークをモデル設計に設計することにより、そのアプローチをテストしました。

その後、チームは容器ネットワークを冷たいゼラチン粒子を使用してリングに印刷し、その後37°C(98.6°F)に加熱し、ゼラチンを溶かし、血管を模倣した1ミリメートルの中空幅のチャネルのネットワークを残しました。その後、研究者は、通常の血流をシミュレートするために、チャネルを介して酸素と栄養素を含む液体を継続的に汲み上げました。

1週間後、チームが血液のような液体を浴びていた血管のない腎臓細胞の同一の環と比較して、リングには約400倍の生きた細胞がありました。

「容器の近くにある細胞を生かし続けることができました」とマースデンは言います。さらに離れていたものは、それらの地域に栄養素を供給するために必要な、より小さく、より高度に分岐した容器を印刷することがまだできないために死亡したと彼女は言います。チームはこれに対処する方法を模索しています。

「彼らは間違いなく可能なことの境界を押し広げています」とフランスのパリ・サクレイ大学のHugues Talbotは言います。このアプローチにより、いつか科学者は数日や数週間ではなく、数時間でフルサイズの臓器のために船舶ネットワークを設計できるようになる可能性があると彼は言います。 “容器 [networks] このように設計された設計は、ラボで栽培できる臓器を置き換える、または少なくとも補完するために将来使用できます。」

まず、研究者はこれらの血管ネットワークを大きな臓器に印刷する方法を開発する必要があります。すべてがうまくいけば、マースデンは、約5年以内に豚の3Dプリントされた臓器をテストしたいと言います。

トピック:

#複雑な血管網は人工器官のために3D印刷できます

執筆者について: nipponese

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