素晴らしい!!!おめでとう。3次元造形する:3Dバイオプリンティング臓器を作る3Dプリンター装置を開発して臓器を作る挑戦3Dバイオプリンティングとは、臓器を作るために臓器を作る機械を開発して、人工的に生きた臓器を作るという挑戦的な研究のことを言います。このために開発された装置が3Dバイオプリンターです。生きた細胞やタンパク質など臓器を作るための材料(バイオインク)をコンピュータでデザインした設計通りに配置し、3次元積層して立体構造物を作製します。工学的に積み上げて臓器を作るという新しい臓器作りのアプローチです。私たちの体の組織や臓器は、顕微鏡でなければ見えないほどの微細な構造を持っています。構成している細胞も目には見えません。そのような目に見えない細胞を操作しながら微細な構造・構成を実現することは、ヒトの手作業ではとうていできることではありません。そこで私たちは、機械の手が必要と考えました。目に見えないほど小さな細胞であってもそれを扱うことができる機械の手を開発すれば、微細な構造を作ることができるはずだと考えたからです。機械の手が必要]そこで、着目したのがインクジェットプリンターの技術でした。すべてをコンピュータ制御で配置しながら写真画質の画像を印刷しています。この精密で高度な技術を利用すれば、きっと細胞を配置する機械の手になると考え、独自の装置の開発を行いました。私たちが開発したインクジェット3Dバイオプリンターは、通常のインクの代わりに生きた細胞や生体適合性材料を印刷します。3Dプリンターと同様に何層も積層することで3次元の構造が作れます。カラー印刷により複数の材料をそれぞれ任意の位置に配置します。多種の細胞・多種の材料で構成されている高度な臓器を作るためです。本研究では、このように、世の中にまだない装置を自ら開発して、立体的で複雑な生きた細胞による生きた組織や臓器の作製を目指します。して組織や臓器を作って、難病の患者さんの病気を治療したり、移植臓器の代わりに使えるようになることを目指しています。多くの患者さんが移植臓器を待ちながら力尽きて亡くなっています。そんな患者さんたちに臓器を作って届けることができれば生命を助けられます。臓器を待つ時代から臓器を作って届ける時代に進歩させることができます。現在、医薬品や化粧品の効き目や毒性の検査は動物実験で行われています。人の細胞で作った組織で検査できれば、動物実験や人体実験の代わりに効き目や安全性を検査することができます。病気の患者さんの細胞で作った組織や臓器は、病気の原因を追究し、新しい治療法を産み出すことにも貢献できます。工学的に作った人工細胞組織で、これまで作ることができなかった医学的に有用な物質や成分を大量に生産する道もあり得ます。このように、生きた組織や臓器が人工的に作れると、医療に関係する産業界も大きく変わってくるでしょう。engineerになれます。一緒に研究できることを期待します。臓器を機械の手で組み立てる:バイオアセンブリ臓器のパーツを作り、パーツを組み合わせて臓器を作る挑戦バイオアセンブリとは、小さな臓器のパーツを作り、それを組み合わせて臓器を作る新しい臓器作りのアプローチです。組織からもっと大きな臓器を作るための工学による挑戦です。我々の臓器は、細胞やタンパク質で構成されています。それらは単にバラバラにランダムに存在するのではなく、毛細血管や筋線維など組織特有の微細な組織の構造を形成して存在しています。これらの小さな組織がまた1つのパーツとなって、多種類のパーツが組み合わさって次々大きな組織を作り、最終的に統合された大きな臓器が形成されています。このような構造を組織・臓器の階層性といいます。私たちの体の重要な臓器はほとんどこのような階層性を持っています。そこで、このような高度な臓器を作る場合、細胞の凝集塊や細胞ファイバー、細胞シートなど必要となる組織パーツを予め作製し、それらを集めて組み合わせて集積化して複雑な3次元組織や臓器を作製するというアプローチが有望と考えられます。私たちは、組織パーツを作る工学技術、そしてそれらを組み立てるアセンブリ技術に着目しました。組織パーツとしては、細胞の凝集塊や細胞シート、細胞ファイバー、さらには小さな組織自体もパーツとして利用ができるでしょう。その中で私たちは、細胞ファイバーを作る工学技術に焦点を当て、細胞ファイバー作製専用の培養器材や装置の開発に取り組んできました。下に示す写真は、ミクロのパターニング培養技術とファイバー作製用モールド技術で作ったものです。図:転写積層した異種細胞の細胞ファイバー(左)とバイオパーツとして作製した細胞ファイバー(右)髪の毛の5分の1の太さの直径200μmの細胞ファイバーを作ることに成功しました。これだけ細ければ、周りから酸素や栄養が真ん中の細胞にまで届きます。このような細胞ファイバーが作れたとしても、細胞ファイバーはとても細く繊細です。空気中で操作すると乾燥して細胞は死んでしまいます。ゆえにこれを何十本、何百本ヒトの手作業で取り扱って臓器を作るというのは、あまりにも無謀です。そこで、それらを組み合わせて高度な組織・臓器に組み立てるための繊細な作業が可能な機械の手が必要です。・・・・でも、そんな装置はどこにも売っていません。自分たちで開発するしかありません。これがバイオアセンブリ技術の研究開発が必要な所以です。いろいろな困難を克服するバイオアセンブリ技術を開発して、いつか複雑な臓器を組み立ててやるぞ!というのが、我々の目指すところです。バイオアセンブリ技術が再生医療の未来を拓きます。私たちはインクジェット技術を応用して、「インクジェットドライ法」という均一な微粒子を作製する方法を開発しました。「インクジェットドライ法」とは、インクジェット技術の「均一な液滴を吐出可能」「微量インクを吐出可能」及び「非接触印刷が可能」という特徴を利用し、吐出した液滴を空気中に打ち出して乾燥させて乾燥微粒子を作製する方法です。従来、微粒子は、スプレードライという方法でよく作られていますが、粒子のサイズはバラバラで、結局ふるいで選別して使うしかありません。インクジェットドライ法ではいきなり均一サイズの乾燥微粒子が得られます。液滴が小さいので、熱をかけることなく濃縮乾燥させることもできます。粒子サイズの制御」など様々な利点があり、また作製した粒子径も均一性があるので、放出や分解速度をそろえることが可能になります。この技術を用いて様々な生体適合材料や生理活性材料などで微粒子を作製することに成功しています。このような細胞サイズのマイクロ微粒子を作れるようになると、様々な材料や物質を組み込ませれば、細胞サイズの計測ツールとして、また、細胞サイズで細胞の挙動を制御するツールとして、これからの再生医療で目指している成熟した組織の作製、組織形成の誘導、組織再生の正誤には欠かせないツールになります。独自に開発した装置なので、自前で作ることができるようになってきています。membersプロフィール2017年度から、教授:中村真人(生体システム医工学講座)、准教授:黒岡武俊(プロセスシステム工学講座)、助教:岩永進太郎(医用材料プロセス工学講座)の3講座が合同で活動しています。再生医療工学講座のHPへようこそ。本ページへご訪問ありがとうございます。私が勝手に作った造語です。「再生医療を臨床に届けるための工学」という意味です。2つの重要な意味を込めて、命名しました。・1つ目:「再生医療工学」:再生医療には工学が必須・・・・今はもう、治療用の組織や臓器は工学的に作らねばならない時代に来ています。これからは工学技術が鍵となります。再生医療を体得したエンジニアが大活躍する時代になります。・2つ目:「再生医療工学」:再生医工学ではなくあえて再生医療工学、つまり「医療」として臨床現場で必要としている人たちに届けることを第一に目指した工学であることを強く意識してほしいとの思いを込めました。当研究室では、以下の使命・理念を持って、研究に取り組みます。1)組織や臓器を再生する技術の研究開発2)組織や臓器を待っている人に届ける技術の研究開発3)「研究」から「実用~事業化」を目指す再生医療の発展は、現在の医学の様々な限界を克服して、世界中の人々の健康と命を守ることにつながります。若き未来の可能性のあふれる皆さん、再生医療を体得したエンジニアとなって、ぜひ一緒に、再生医療の新時代を築きましょう。Reserved.PAGETOP。