科学者が3Dで人間の細胞から小さな心臓をプリントした方法

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それは4つのチャンバー、血管を持っています、そしてそれはビートです-一種の。

最初に、科学者は人間の組織を使用して心臓を3D印刷しました。心臓は人間のものよりもはるかに小さく(ウサギのサイズにすぎません)、正常な心臓のように機能するまでにはまだ長い道のりがありますが、概念実証実験は最終的に個人化された臓器や組織につながる可能性がありますジャーナルAdvanced Scienceで月曜日(4月15日)に発表された研究によれば、それは人体で使用される可能性があります。

心を印刷するために、イスラエルのテルアビブ大学の研究者たちは、患者から脂肪組織の少量のサンプルを採取することから始めました。研究室では、彼らはこの組織をその構成細胞と細胞が置かれている細胞外マトリックスと呼ばれる構造に分離しました。

次に、遺伝子工学を使用して、科学者はさまざまなコンポーネントを微調整し、一部の細胞を再プログラミングして心筋細胞または心筋細胞にし、一部を血管を生成する細胞にしました。

次に、研究者は、患者から撮影したCTスキャンとアーティストの心臓の描写に基づいて、心臓を印刷するようにプログラムされたこれらの細胞(「バイオインク」として機能)をプリンターにロードしました。プリンターは、基本的な血管で小さな心臓を印刷するのに3〜4時間かかりました。その後、研究者たちは心臓を培養し、酸素と栄養素を供給しました。数日以内に、細胞は自発的に鼓動し始めました。

しかし、この鼓動は、人間の健康な心臓がすることとはかなり似ていませんでした。テルアビブ大学の組織工学および再生医学研究所の研究室マネージャーである研究の共著者であるアサフシャピラ氏は、「私たちは細胞が個々にだけではなく同期して拍動する必要がある」と語った。心臓が体を通して血液を効率的に送り出すためには、その細胞が一斉に鼓動する必要があります。これは、3Dプリントされた心臓ではまだ行われていないものです。 「現在、私たちは組織を成熟させるために取り組んでいます」とシャピラは言った。

最終的に、パーソナライズされた3Dプリントされた心臓は、患者が利用できる移植臓器の不足を緩和し、他の人の臓器の移植に関連するリスクの一部を回避できる可能性があります。つまり、体の免疫系がこれらの外来組織を拒絶できるということです理科。

研究に参加しなかったテキサスハートインスティテュートの臓器、修復、再生研究所のアシスタントディレクターであるカミラホックマンメンデスは、新しい発見は「本当に革新的であり、分野を前進させる」と述べ、より複雑なものを示した。心臓の単一の壁よりも印刷することができます。しかし結果はまた「フィールドがまだ直面しているすべてのハードルを示している」と彼女は付け加えた。

Hochman Mendez氏はLiveサイエンスに、フルサイズで完全に機能する心臓を印刷するために、より解像度の高い臓器(酸素と栄養素を運ぶことができる血管系が多い臓器)を印刷する必要があると語った。しかし、これを行うには数ヶ月の印刷が必要になります-細胞が生き残ることができない期間。

研究者たちは、小さな心臓は依然として「概念実証」であるが、将来的にはより高密度の血管系を作成する方法を見つけ出すことを望んでいると強調しました。

「もちろん、より大きな心臓を作製する必要がある場合は、費用がかかり、印刷するのにはるかに時間がかかり、患者からより多くの材料を抽出する必要があります」とShapira氏は語った。

実際、診療所の3Dプリンターで「印刷」を押すだけのことが当たり前になるまでには、さらに多くの研究が必要です。

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