3D プリントされた心臓の筋肉の鼓動

2023 年 8 月 22 日 Conn Hastings 心臓外科、心臓病学、材料、医学

ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院の研究者らは、心室を3Dプリントしてリズミカルに鼓動を続ける技術を開発した。 この技術により、研究者は新しい心臓薬をテストするための心臓モデルを作成できるようになり、完全に埋め込み可能な心臓コンポーネントへの道も開かれる可能性があります。 この方法では、回転紡糸を使用して小さな繊維を作成し、それを印刷可能なヒドロゲル インクに注入します。 3D プリントすると、このインクはプリントされた構造を保持し、インク内の心筋細胞は含まれる繊維の方向に沿って整列します。 電気を使って刺激すると、この構造は繊維の方向に沿って振動し、研究者はその動作を十分に制御できるようになります。 この技術により、薬物検査のためのより高度な心臓モデルが可能になり、心臓患者に対する個別化医療も可能になる可能性がある。

バイオエンジニアリングは、病気の組織を置き換える大きな可能性を秘めていますが、研究室でそのような組織を正確に再現できるようになるにつれて、薬物検査や個別化医療のための高度な in vitro モデルが作成できるという素晴らしい副次的な利点があります。 心臓患者は、心臓コンポーネントの 3D プリント用媒体として繊維注入ゲル (FIG) インクを使用するこの最新技術により、このような進歩の恩恵を受ける準備ができています。

「人々は、臨床現場で何が起こるかを予測する方法として、臓器の構造と機能を複製して薬の安全性と有効性をテストしようとしてきました」と、この研究に携わった研究者のスジ・チョイ氏は述べた。 「この概念は広く適用可能です。当社の繊維紡績技術を使用して、希望する長さと形状の繊維を確実に製造できます。」

このアプローチでは、まず回転紡糸を使用して細いゼラチン繊維を作成します。これは綿菓子の作成方法に似ています。 プロジェクトに参加したルーク・マックィーンという博士研究員は、そのような繊維を印刷可能なヒドロゲルインクに注入すれば、印刷後の形状維持に役立つのではないかというアイデアを思いつきました。

「ルークがこのコンセプトを開発したときのビジョンは、下限を外してナノメートルスケールまで下げることで、3Dプリンターで印刷できる空間スケールの範囲を広げることでした」と、この概念に携わった研究者のキット・パーカー氏は語った。この研究で。 「エレクトロスピニングではなくロータリージェットスピニングで繊維を製造する利点は、エレクトロスピニングでは電場によって分解されてしまうタンパク質を使用できることです。」

印刷されると、ゲル内の心筋細胞は繊維に沿って整列し、電気を使用して刺激されるとその方向で拍動します。

Nature Materials 誌に掲載された研究: 繊維注入ゲル足場が 3D プリント心室の心筋細胞の整列をガイド

経由: ハーバード大学

コン・ヘイスティングス

コン・ヘイスティングス氏は、癌や心血管疾患の治療において細胞、薬物、ナノ粒子を送達する注射用ヒドロゲルの可能性を研究した薬物送達の研究で、アイルランド王立外科医大学から博士号を取得しました。 博士号を取得し、1 年間のポスドク研究を終えた後、コンは学術出版でのキャリアを追求し、その後フルタイムのサイエンス ライターおよび編集者となり、生物医学分野での経験と書面によるコミュニケーションへの情熱を組み合わせました。