2021-9-8
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テキサス大学の研究チームがリアルな血管の3Dプリントに特化したバイオインクを開発

テキサス州カレッジステーションに本部を置く米国の州立大学テキサスA&M大学のバイオメディカルエンジニアリング学部の研究チームは、非常にリアルな血管モデルを3Dバイオプリンティングで造るための新しいバイオインクを開発した。

Photo : TAMU

研究チームによれば、動脈瘤、末梢動脈疾患、血栓などの血管疾患は、世界の死亡原因の約31％を占めているが、このような深刻な状況にも関わらず、過去20年間で心血管治療薬の進歩は鈍化してるという。これは、実験的な治療法を承認された治療法に変えるという課題に起因しており、人体内の血管のように実際に反応する実験モデルがもっと必要とされている。
3Dバイオプリンティングでは、組織構造に実際の生きた細胞を埋め込み、層ごとにプリントすることができるため、より正確にモデルを設計することが可能で、本来の血管構造をよりリアルに再現することができる。しかし、これを実現するためのバイオインクにはプリント性や生きた細胞を高密度に埋め込む能力に限界があり、臨床現場では使用できないものが多いとされてきた。

同大学の研究チームが開発した新しいバイオインクは、新たにナノエンジニアリングされた専用のハイドロゲルバイオインクから作られており、解剖学的に正確な多細胞の血管用に特別に設計され、血管のマクロ構造と組織のミクロ構造の両方の解像度が向上。これにより、本物の血管の自然な機能とその疾患反応を忠実に再現することができるようになる。
研究チームは、今回の成果が動物実験や人体実験を必要とせず、治療法の承認を迅速に行うことができる先進的な心血管治療薬の開発につながることを期待している。

同大学の准教授で本研究の共著者であるAkhilesh Gaharwar氏は「このナノ工学バイオインクの驚くべき特徴は、細胞密度に関わらず、高いプリント適性を示し、バイオプリントプロセスにおける高いせん断力からカプセル化された細胞を保護する能力があることです。驚くべきことに、3Dバイオプリントされた細胞は健全な表現型を維持し、作製後1カ月近くも生存していました。」と述べている。