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3Dプリンターでマイクロ流路のカセットが作れる!?

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印刷情報技術の3Dターゲットバイオロジーも、細胞が凝集して組織化された有機物のような物体に変化することができる有望な技術です。 これは3Dプリンティングと似ていますが、大きな違いは、最終的な製品構造が生体組織であることです。 基本的には、「バイオインク」のパターン(感光性ハイドロゲル前駆体に含まれる細胞)を絞り出すなどして印刷し、そのパターンを光で固定します。 その後、光を照射してパターンをpatient monitor定着させる。 しかし、実際にはもっと複雑なのです。 細胞は敏感で、例えば剪断圧などの重要な機械的な力に対して、細胞同士が強く反応することがあります。 そのため、先生方はプリンターの流量などをより慎重にコントロールする必要があります。

ハイドロゲルを正しく混合することは非常に重要です。 例えば、ヨーロッパの科学者たちは、最近、ミニチュアの脳の3次元バイオプリントを作成しました。 がん細胞が脳に侵入する仕組みを解明するために、小脳に腫瘍を移植しました。 インクの混ざり具合がポイントでした。 Microfluidic Cartridge Manufacture臓器や腫瘍を固定するためには、形を整えるのに十分な厚さが必要だった。 固定されたゲルは、腫瘍細胞が脳内に存在する正常な免疫細胞と通信できるように、十分な大きさの穴を形成する必要がありました。

研究チームは、3Dバイオプリンティングやリソグラフィーなどのさまざまな技術を駆使して、栄養を吸収する腸、他の組織に侵入するがん、収縮する心筋、さらには喫煙する肺など、人体の対応する機能の一部を再現したさまざまな臓器を作成しました。

しかし、本当の価値は、似たような器官をつなげていくことで生まれる。 コーネル大学のMichael Schuler氏のグループは、肝臓、骨髄、大腸腫瘍の3種類のアナログを含む閉ループのシングルチップ上に、独自の微小生理学的情報システムを構築しました。 研究者はこれを使って、何十年も開発が続けられている抗がん剤、5-フルオロウラシル(または5-FU)の代謝を検出することができます。 5-FUを経口投与した場合、企業が実際に腫瘍に到達するのに必要な量を予測できないため、その効果は非常に限定的です。 この社会的問題を解決するために、研究者たちはより安定した分子を開発し、体内で代謝されて有効な増強剤となる能力を与えました。

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