人間の心臓を3Dプリントできますか？

3Dプリンティングの日々進化する技術のおかげで、科学者はついに患者のために自分たちの臓器や義肢を作る方法を実現しました。しかし、改良された3Dプリンターがそれを可能にしたことをご存知でしたか？

2019年、テルアビブ大学の科学者グループは患者の細胞を用いてヒトの心臓を成功裏にプリントすることに成功しました. 使用された生体材料は、患者の免疫学的、細胞的、生化学的、解剖学的特性と完全に一致すると言われています。

3Dバイオプリンティングとは？

3Dプリンティングは、人間の細胞やその他の生体適合性材料をインクまたはバイオインクとして使用し、層ごとに生きた構造物を印刷する製造方法であり、自然の生体システムの挙動を模倣します。

これらのバイオプリント構造は、特定の臓器が体外でどのように機能するかを研究するためにしばしば使用されます。バイオプリントシステムの形状は自然の臓器に非常に似ており、組織工学やバイオエンジニアリングの分野でより正確に利用できます。バイオプリンティングのプロセスは、医薬品の研究開発にも活用されています。

近い将来、バイオプリンティングは皮膚移植、骨移植、インプラント、医療機器、そしてはい、3Dプリント臓器といった臨床応用に使われるようになるでしょう。（出典：Allevi by 3D Systems）

3Dプリンティング臓器はどのように命を救うのか？

現在、数千人の患者が命を延ばすために臓器提供を待っていますが、世界的な臓器不足とドナー数の限界により、多くの患者が移植が可能になる前に亡くなっています。組織工学は新しい分野ですが、バイオメディカルエンジニアは3Dプリントされた臓器構造を足場として開発し、損傷した組織の再生を助ける画期的な解決策を模索しています。

この技術の進歩は、最終的に生体臓器移植の必要性を置き換える人工臓器の創出につながるでしょう。（出典：The Conversation）

3Dプリントされた心臓

2019年、テルアビブ大学の研究者は患者の細胞を用いて心臓を3Dプリントすることに成功しました。これは3Dバイオプリンティングにおける大きなブレークスルーです。

これは、どこでも誰でも細胞、血管、心室、心房を備えた完全な心臓を設計・プリントに成功した初めての例です。この段階では、私たちの3D心臓はウサギの心臓サイズほどの小ささです。しかし、より大きなヒトの心臓にも同じ技術が必要です。設計された材料の生体適合性は、インプラント拒絶反応のリスクを排除する上で極めて重要であり、治療の成功を左右します。細胞はポンプ機能を形成する必要があります；現在は収縮できますが、協調して働く必要があります。もしかすると、10年後には世界中の最先端病院に臓器プリンターが設置され、これらの手術が日常的に行われるようになるかもしれません。

Professor Tal Dvir, Molecular Cell Biology and Biotechnology, Tel Aviv University

心臓のバイオプリンティングは、患者の腹部臓器を囲む脂肪組織を採取することから始まります。研究チームはその組織から細胞を細胞外マトリックスから分離しました。細胞は幹細胞として機能するようにプログラムされ、心臓細胞へ分化する能力が付与されました。そのマトリックスはハイドロゲルに加工され、バイオインクとして使用されました。