細胞を3Dプリントする研究

プリンターで臓器を作る時代がくる？　細胞を3Dプリントする研究

　スコットランドの大学の研究者たちが、3Dプリンターを用いて人間のES細胞を積み重ねて塊をつくることに成功した。この技術は人工臓器をつくるのに応用できるかもしれない。

PHOTO : Herriot-Watt University, Edimburgh

　エディンバラのヘリオット・ワット大学の科学者たちが、実験室で、人間のES細胞を3Dプリントして立体的に積み重ねることに成功した。その後もES細胞は活動し続け、増殖して分化した細胞を形成することができた。

　学術雑誌『Biofabrication』で発表された研究の著者たちによれば、この技術によって、生体組織に似た組織をバイオエンジニアリングでつくることができるようになり、将来的には、特定の患者に合わせて人工臓器をつくることができるかもしれない。

　人間の組織のサンプルをつくろうと、研究者たちは以前から熱心に挑戦していた。これまでに行われてきた試みでは、幹細胞を培養する周辺に、ある種の骨組みをつくることを必要としていた。このように柔軟性はなくとも、構造物に成長させることはできていた。しかし、結果はだいたいいい加減で不正確なものだっ た。

　これに対して新しい技術は、均等な直径の微量の幹細胞の塊を層ごとに重ねていくことができ、従来の手法と比べて非常に経済的で、スピードも速く、シンプルである。

　科学者たちはこの目的を達成するために、多くの困難に立ち向かわねばならなかった。まず第一に、幹細胞の繊細さがある。非常に過敏であり、3Dプリントの過程で壊れてしまう危険がある。

　これを回避するために、研究者たちは、特別な3Dプリンターを用意した。空気圧でノズルを開閉して、入口を微細なバルブで制御するものだ。こうしてノズル の開け方や、入口の空気圧やバルブの開く時間を変えて、3Dプリントする細胞の量と位置、大きさを精確に測ることが可能だ。

　「精確さが要求される作業です」と、論文の著者のひとりであるウィル・シューは主張する。「人間の体に実際に起こることに非常に近いのです。わたしたちが3Dプリントする細胞は、ある種の組み立てブロックのようなもので、成長させるための骨組みは必要ありません」。

　 
　それでは、人工臓器ができるまでどれくらい待たなければならないのだろうか？　シューによれば、少なくとも10年はかかるという。というのも、すでに作成 に成功している皮膚や筋組織と違って、肝臓や腎臓、心臓のような内部が組織で満たされている実質性器官は、養分を吸収して老廃物を排出するために血管網を 必要とするからだ。

　これに関しては、ペンシルヴェニア大学の細胞組織微細加工研究所（Tissue Microfabrication Laboratory）の研究者たちが、実験室で血管網を複製しようと試みている。いつの日か、3Dプリントした未来の臓器に血管をめぐらせるために使うことができるかもしれない。

　これに対して、スコットランドの研究者たちによって開発された技術をすぐに生かせるのは、細胞サンプルの製造である。人間に対する薬の毒性の検査のために使うことができれば、動物実験の必要がなくなるだろう。2013.2.18 14:36　産経ニュース