による研究のおかげで、再生医療は重要な一歩を踏み出しました。 寺崎研究所 ロサンゼルスの生物医学イノベーションに貢献。 科学者たちは、徐放性ホルモンを使用して 3D プリントされた筋肉組織の成長と再生を促進する革新的なバイオインクを開発しました。 この発見は、外傷、病気、または手術によって筋肉の喪失または損傷を受けた患者の治療に重大な影響を与える可能性がある。
La 印刷3D 工業生産からデザインに至るまで、すでにいくつかの分野に革命を起こしていますが、最も大きな影響を与える可能性があるのは再生医療の分野です。バイオインク (および患者に合わせてオーダーメイドの組織や臓器を作成する能力) は、病気の治療と手術を変革する可能性があります。主な課題の 1 つは、天然のもののように見えるだけでなく、天然のものと同じように機能する生地を作成することです。
挑戦の背景
「元の」筋肉組織と同様の筋肉組織を生成することは簡単な作業ではありません。組織は多くの異なる種類の細胞で構成されており、筋肉を取り巻く環境は複雑な生化学的および生体力学的経路によって制御されています。これらには、内部の安定性を維持し、組織の修復をサポートする炎症性サイトカインや成長因子が含まれます。
従来のアプローチとその限界
現在、怪我、病気、または手術によって損傷または喪失した筋肉を修復するには、健康な筋肉を患部に移植する必要があります。これは、と呼ばれる技術です。 自己移植。しかし、この方法は健康な組織を採取する部位に悪影響を与えるだけでなく、筋肉の機能回復を妨げる可能性があります。
革新的なソリューション: バイオインク
Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) が開発したバイオインクは、自己移植の限界を克服し、3D プリントされた骨格筋の構築を強化する可能性があります。
正常な骨格筋の発達は段階的なプロセスです。それは、筋細胞の前駆体である筋芽細胞に依存しており、それらが融合して筋管を形成し、最終的には筋線維になります。このプロセスは筋形成と呼ばれます。したがって、筋肉工学では、成熟した筋肉細胞が構造的に整列するようにして機能を維持し、その生存率を高めることが重要です。
バイオインクの主要成分：IGF-1
筋形成をシミュレートするために、研究者らはバイオインクの重要な成分である成長因子 IGF-1 を利用しました。このホルモンは、インスリンに似た分子構造を持ち、骨や組織の正常な成長に不可欠です。
このバイオインクは、ゼラチン メタクリロイル (GeIMA) と呼ばれる生体適合性のあるゼラチン ベースのヒドロゲル、筋芽細胞、および粒子の分解に伴ってホルモンをゆっくりと放出するように設計された IGF-1 でコーティングされた PLGA 微粒子で構成されています。
有望な結果
研究者らは、バイオプリンティングの1日後、筋肉構築後の筋芽細胞が生存していることを発見し、プリンティングプロセスが細胞に損傷を与えていないことを確認した。 彼らは、筋芽細胞の整列の改善と筋芽細胞の融合による筋管の形成を観察しました。 これらの結果は、IGF-XNUMX を含む構築物で特に顕著でした。
再生可能な未来に向けて
これらの結果は単なる始まりにすぎません。研究開発がさらに進めば、この技術が外科や再生医療に広く利用されるようになるかもしれません。彼が指摘したように アリ・カデムホセニ、研究の責任著者は、「機能的で収縮性の筋肉組織を治療的に作成するためにこの戦略を使用することには大きな可能性があります。」と述べています。
研究は雑誌に掲載されました 高分子バイオサイエンス, ここにリンクします。
