先生、肝臓の準備ができました：バイオプリンティングの舞台裏

バイオプリンティング-臓器印刷

近い将来、SAN DIEGOは寄付機関とドナー臓器のキューに別れを告げようとしています。バイオテクノロジー企業は、患者自身の細胞を使用して血管を印刷するプリンターを作成しました。理論的には、将来、デバイスは臓器全体を印刷できるようになります。

「現在、血管の印刷に成功しています」と、再生医療企業であるOrganovoの主任研究員であるBen Shepherd氏は述べています。「今週、10枚を印刷しましたが、これまでのところ、強力な船に最適な条件について調査中です。」

人体のほとんどの臓器は、その構造に血管を含んでいるため、血管組織を印刷する能力は臓器全体を印刷するための重要な構造要素です。印刷された容器は現在、動物実験の準備ができており、後で人間の試験に使用できます。すべてがうまくいけば、数年以内に、損傷した血管を（例えば、化学療法中の頻繁な注射の場合）患者の体から採取した細胞の培養から個別に印刷された新しい血管と交換する機会があります。

完全な臓器全体を印刷する方法の問題は、技術的なものだけではありません。最初のオルガン印刷機の開発、テスト、製造、およびマーケティングのコストは、企業がFDAなどの規制認可を取得する際に直面する困難は言うまでもなく、数億ドルになります。

「オルガノが十分な資金を集めることができれば、この会社は最初のバイオプリンティング会社として成功するチャンスがあります。しかし、時間が経てばわかるでしょう」と博士は言います。ウラジミール・ミロノフ、サウスカロライナ医科大学先進組織バイオプロダクション部長。

OrganovoはWired.comに注目し、バイオプリンターで血管を印刷するために使用される基本的な手順を強調しました。

プロセスをさらに詳しく見てみましょう。

バイオリアクター

主任研究員のベン・シェパードは、バイオリアクターをインキュベーター内に配置します。このインキュベーターでは、特殊なポンプを使用して成長培地が数日間供給されます。バイオリアクターは、生化学成分の特別な混合物で構成される成長培地を使用します。その特性は、体内の成長細胞を取り巻く実際の環境を最も正確に再現するように選択されます。細胞が強力な血管組織になるのを助けます。

幹細胞

羊飼いは、液体窒素で容器から幹細胞を抽出します。プリンターにロードする前に細胞の数を大幅に増やすには、細胞をしばらく培養する必要があります。幹細胞は未分化細胞であり、後で必要な種類の細胞に変更することができます。原則として、これらの細胞は、患者の体の多くの部分-脂肪組織、骨髄、皮膚細胞-から採取して、機能する血管にすることができます。

細胞を解凍した後、細胞を成長液で培養します（上）。ここで、細胞は分裂して成長する可能性があり、将来的には血管の形成にそれらを使用できるようになります。このソリューションには、将来どのタイプの細胞になる必要があるかを細胞に示す特別な添加剤（成長因子）も含まれています。この場合、血管細胞。必要な数の細胞を増殖させた後、遠心分離機（下）を使用して増殖溶液から分離し、プリンターパレットに梱包します。

必要なハイドロゲルフォームの作成

印刷プロセスの最初のステップは、血管の組織を維持するために必要な形状を一時的に作成するために使用される、いわゆるハイドロゲルと呼ばれる特別な材料を基礎に入れることです。

特別に設計されたプリンターは、ペトリ皿のヒドロゲルの表面に将来の容器の構造を形成する2つのインクジェットヘッドを使用します。プリントヘッドは顕微鏡精度で自動的に制御されます。頭部の1つは細胞のバイオマスで、もう1つはハイドロゲルで満たされています。

バイオリアクターと呼ばれるチャンバーは、容器の構造を作成するために使用され、容器が印刷される前に収穫されます。バイオリアクターは、バイオテクノロジー機器のかなり標準的な例です。さまざまな開口部を持つプラスチック容器が配置されているアルミニウムシートで作られています。これらの穴は、成長中の容器に電力を供給するために使用される化学溶液を送り出すために使用されます。