鼻にしわを寄せて、自分の鼻が好きかどうか自問してみてください...そう遠くない将来、3D プリントで新しい鼻を作ることができるようになるかもしれません。
ケビン・シェイクシェフ教授は、11月28日にロンドンで行われたチューリッヒ未来歴史ナウのプレゼンテーションで、3Dプリントされた鼻の骨の部分を聴衆に配った。
シェイクシェフ氏はノッティンガム大学の組織工学教授であり、人間の臓器の3Dプリントに関する研究グループを率いています。具体的には、3Dプリント骨と3Dプリント肝臓組織の2つのプロジェクトに取り組んでいます。シェイクシェフ氏は、3Dプリント骨が2018年までに英国の病院で一般的に利用できるようになると考えています。
彼が回覧した3Dプリントの鼻は、実際の骨組織ではなく、プリントされたポリマーで作られていました。実際の組織、つまり生きた細胞をどのようにプリントするのでしょうか？彼によると、使用するインクは幹細胞と栄養素の乳剤または懸濁液だそうです。これをニードルプリントヘッドを通して、幹細胞に成長の指示を与える化学物質とともにプリントするそうです。
「心臓はバイオプリントが最も簡単なものの一つと言ってもいいでしょうか？ チューブをつなげるだけのポンプですからね。」
そうすれば、幹細胞に骨、軟骨、あるいは血管や肝臓といった他の種類の組織になるよう指示することができます。この医療組織3Dプリントの世界における「ムーンショット」クラスのプロジェクトは、人間の心臓をプリントすることです。彼は、心臓組織細胞のように鼓動を始めた幹細胞の様子を映した短いビデオを見せてくれました。
人間の心臓解剖
医学者たちは、ポリマー材料を骨のような形状に印刷し、例えば損傷した骨や歯を補うインプラントとして使用できるという発想から、3Dプリンティングに熱狂しました。その後、工学と科学は別の方向へと発展しました。それは、人間の組織の基本原料である細胞を使った印刷というアイデアです。特に幹細胞は骨髄から採取でき、理論的には与えられた指示に従って特定の種類のヒト組織に成長させることができます。
鼻のバイオプリントには、骨の基底ピラミッド、その上の軟骨ピラミッド、そして小葉または軟部組織という 3 つの異なる組織タイプが関係します。
バイオプリンティングの鼻 - さまざまな組織タイプ
つまり、印刷作業は3つの部分に分けられ、それぞれの領域に1つずつ分割されます。軟組織の印刷には、印刷された軟組織インクが重力の影響で印刷部位から流れ出るのを防ぐため、何らかのゲル化剤を使用する必要があります。また、時間的な制約もあります。印刷プロセスが栄養素の供給時間よりも長引くことで細胞が死滅するということは許されません。
シェイクシェフ氏は、組織材料を3Dマトリックスに印刷する米国のヒト組織バイオプリンティング会社であるOrganovoについて語った。
Organovoビデオ - 画像をクリックするとビデオが再生されます
同社の技術は、薬物試験、疾患モデル、毒性学研究のためのヒト組織を作製することが可能です。前臨床試験と実際のヒト臨床試験の間にヒト組織試験を介入させることで、薬物試験の質が向上し、臨床試験のランダム性が大幅に低減されます。Organovo社はヒト肝臓組織モデルを保有しています。
シェイクシェフ氏とオルガノヴォ氏は共に再生手術について言及しています。心臓発作、脳卒中、変形性骨症候群といった疾患では、組織が損傷し、修復不可能になることがよくあります。こうした損傷を受けた人は、その後も生涯にわたってその影響に苦しみ、何らかの方法で対処しなければなりません。バイオプリンティングは、機能する代替組織を移植できる可能性を秘めています。
この重要なステップは、移植可能な組織への血液供給を可能にすることです。オルガノボ社は、微小血管網の構築、そして単純な血管、そして分岐した血管樹の構築を目指しています。同社のバイオプリント肝組織は、微小血管網を形成します。
ルイビル大学心臓血管イノベーション研究所の科学ディレクター、スチュアート・ウィリアムズ氏は、10年以内に心臓全体を3Dプリントできると考えている。再生医療に取り組む彼のチームは、冠動脈をバイオプリントした。
ウィリアムズ氏はプレスリリースでこう述べた。「心臓はバイオプリントが最も簡単なものの一つと言ってもいいでしょうか？ チューブをつなげるだけのポンプですから。」
これは、非常に小さな肝臓をバイオプリントしたチームのリーダーからの発言です。厚さ1mm、幅4mmで、5日間生存しました。まだ道のりは長いです。シェイクシェフ氏は、ヒトの組織細胞を脱プログラム化して幹細胞に変換する、あるいは幹細胞に戻すという構想について言及しました。これが成功すれば、患者からベース細胞を採取し、その後の組織の準備とバイオプリントを行い、患者に移植することが容易になり、組織拒絶反応の問題を回避できるようになります。
2011 年の BBC ビデオでは、コーネル大学の研究者ホッド・リプソンが、このような生物学的建造物、人間の組織を使ったバイオプリンティングについて語り、この技術が 20 年以内に主流になると予測しています。
BBCのバイオプリンティングビデオ。画像をクリックするとビデオが再生されます。
寿命延長の長期的な見通しは明らかであり、臓器移植の影響も明らかで、ドナーや臓器摘出、あるいは拒絶反応に対抗するための薬物療法の必要性が大幅に減少する。
美容整形も、腕、鼻、胸、お尻など、あらゆる部位に活力を与える可能性がある。セレブたちが、外見を改善したい人たちのために、自分たちの良いところのコピーをライセンス供与するのだ。キム・カーダシアンの鼻を、自分の幹細胞組織から作ってほしい。（これは私たちが作った話です - 編集者注）®
