3Dプリンターで再生医療 まず移植用組織 :日本経済新聞

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立体的な部品などを作る3次元(3D)プリンターを使った再生医療の研究が進んでいる。たんぱく質の微粒子や細胞の塊を積み重ね、移植用の組織や臓器を作る。東京大学は治りにくい傷の治療向けに皮膚の立体構造を再現した。福岡大学などは呼吸に欠かせない横隔膜の機能を果たす小さな組織を作り、動物で治療効果を確かめた。臨床応用できれば究極の再生医療の実現に近づく。

3Dプリンターを利用した再生医療のイメージ

3Dプリンターは原料の粉末などを少しずつ積み上げて立体構造を作る。再生医療向けでは、専用装置で生きた細胞の小さな集まりやコラーゲンなどのたんぱく質を積み重ねる。材料選びや使うタイミング、積み方などの工夫も研究の重要なテーマとなっている。

東大の高戸毅教授と峰松健夫特任准教授は3Dプリンターを活用し、床ずれや糖尿病などで発症する皮膚の治りにくい傷を治療する研究に取り組む。高齢化などで患者は増えており、長期入院を余儀なくされたり治療後に痛みが残ったりして患者の負担となっている。

皮膚には表面の表皮と内部の真皮の間をつなぐ役割を持つ微細な凹凸が並んでいる。皮膚の真皮まで傷付くと再生せず、平らになってしまう。高戸教授らは3Dプリンターで「RCP」というたんぱく質の微粒子を積み上げて表面に凹凸のある層を作り、皮膚の構造をまねた。傷を付けたマウスの皮膚に移植すると、表皮の再生を促した。

今後はたんぱく質の微粒子の隙間に、脂肪から取り出した幹細胞を入れて、効果を高める。幹細胞が出す物質は皮膚が硬くなるのを抑える働きがあり、皮膚の再生も促せると見込む。損傷した真皮を補うためのスポンジ構造の材料も使い、表皮と真皮の立体構造を模倣した再生医療を目指す。

福岡大の柳佑典助教と九州大学の田口智章教授は3Dプリンターで細胞を積み上げる手法を用い、人の皮膚の細胞で1センチ角の組織片を作った。胸と腹を区切る横隔膜に穴を開けたラットに移植した。横隔膜に穴が開くと呼吸に支障が出る。

組織片を移植した5匹は横隔膜の穴が塞がり、3カ月以上生き延びた。効果は合成繊維の膜を移植するより高かった。今後はウサギなどでも実験する。横隔膜が生まれつきない患者などの治療に役立てたい考えだ。

信州大学の今村哲也助教と九大発ベンチャーのサイフューズ(東京・文京)は、人の骨髄の細胞で数ミリ角の組織片を作った。膀胱(ぼうこう)が傷つき尿がためられないラットに移植すると、健康なラットのように排尿できる状態まで回復した。組織片から出たたんぱく質などが膀胱の再生を促したとみている。

膀胱は伸縮する筋肉でできた袋状の臓器で、がんの放射線治療や病気が原因で硬くなると頻尿になる。今後iPS細胞の活用も検討し、10年以内に人への移植を目指す。

▼3Dプリンター 3次元(3D)の設計データに基づき、樹脂や金属などの材料を固めながら重ねて立体物を作る装置。多品種少量生産に向いており、次世代の製造技術として期待されている。部品の試作などのほか、精巧なフィギュア作りなどにも使われている。医療器具に応用する研究なども進む。

情報源: 3Dプリンターで再生医療 まず移植用組織  :日本経済新聞

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