3Dプリントされた皮膚で傷を修復

2024-3-5
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3Dプリント技術による新たな皮膚再生法、傷の治癒と毛髪再生に応用可能

ペンシルベニア州立大学の研究チームは、臨床から得られた人間の組織から脂肪細胞と支持構造を活用し、ラットの傷を正確に修復する新たな方法を開発した。この進歩は、顔面の再建手術や人間の毛髪成長治療に影響を与える可能性がある。
研究成果は「Bioactive Materials」に掲載され、この技術に関する特許が米国特許商標局から付与された。

ペンシルベニア州立大学のイブラヒム・T・オズボラット教授は、従来の方法で行われる顔面や頭部の再建手術は完璧でなく、瘢痕や永久的な脱毛を引き起こすことがあると指摘。研究チームは、今回発表された新技術をラットに適用し、毛髪を成長させる可能性を持つ全層皮膚のバイオプリントに成功した。これは、人間においてより自然で美しく見える頭部や顔の再建を実現する一歩になるとしている。

これまでにない複数の皮膚層を持つ完全な生体システムを手術中にプリント可能なこの技術は、手術中に組織を3Dプリントし、損傷した皮膚をより直接的かつシームレスに修復することを可能にする。
研究チームは、ペンシルベニア州立ヘルシー医療センターで手術を受ける患者から得た脂肪組織を出発点とし、細胞外マトリックスと幹細胞を抽出してバイオインクの成分を作成。これらの成分は、損傷部位に正確に結合するように設計されたバイオプリンターに装填され、損傷部位に直接プリントされた。この技術により、皮下組織と真皮層の両方を再現し、表皮は自身で2週間以内に形成された。さらに、皮下組織には毛包の初期段階が含まれており、脂肪細胞が毛包の調節と維持に関与していることが示された。

オズボラット教授によれば「この技術が皮膚科、毛髪移植、美容整形手術に応用されれば、より美的な結果をもたらす可能性がある。また、全自動のバイオプリンティング能力と臨床グレードの互換性のある材料を使用することで、この技術は正確に再構築された皮膚の臨床応用に大きな影響を与えるかもしれない」と述べている。

研究チームは現在、毛髪の密度、方向性、成長を制御しながら毛包を成熟させる方法を進めている。この技術により、傷や疾患の部位で正確に毛髪を成長させる能力は、再建手術の自然な見た目に大きく寄与するだろう。特に、骨をプリントするプロジェクトやさまざまな肌色に対応するための色素のマッチングを研究するオズボラット教授の他のプロジェクトと組み合わせることで、さらに希望のある進展が期待されている。

この研究は、アメリカ国立衛生研究所とトルコ科学技術研究会議からの支援を受けて行われており、将来的には、より広範な医療分野での応用につながり、患者のQOL（生活の質）の向上に貢献することが期待されている。

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