3Dプリント微小ブリックでレゴインスパイア骨と軟組織修復

July, 28, 2020, Portland--微小な3Dプリントブリックが骨折した骨の修復用に設計された。これは、いずれ人の移植でラボ製臓器につながる。

Advanced Materialsに発表された研究によると、レゴブロックからヒントを得た小さな中空ブリックが骨格として使える。それにより硬組織と何組織の両方を今日の標準的再生法よりもうまく再生できる。各ブリックは1.5mm立方体、ほぼ小さなノミサイズである。

「われわれの特許申請中の骨格は使いやすい。レゴのようにスタックして、ほぼどんな状況の複雑さ、サイズにも一致するように数千の異なる構成にできる」とLuiz Bertassoni, Ph.D.は説明している。同氏は、その技術の開発リーダー、OHSU歯科准教授、医学部生体医用工学准教授。

同氏は、University of Oregon, New York UniversityおよびタイのMahidol Universityと協力してその技術の開発と評価を行った。

そのマイクロケージは、スタックすることで、今日の方法よりも骨折の修復がうまくできるように設計されている。整形外科医は、一般にもっと複雑な骨折を修復する。金属ロッドやプレートをインプラントして骨を安定化し、次に治癒を促進する粉末、ペーストが詰まった生体適合骨格材料を挿入する。

この新しい骨格システム固有の利点は、その中空ブロックを少量のジェルで満たせることである。ジェルには様々な増殖因子が入っており、必要なところに正確に密着されている。研究で分かったことは、修復されたラットの骨の近くに配置した増殖因子充填ブロックは、従来の骨格材料よりも3倍以上も血管増殖につながったことである。

「3Dプリントマイクロケージ技術は、適切な場所で適切なタイプの細胞の成長を促進することで治癒を改善する。各ブロックに様々な増殖因子を入れることができるので、精密かつ迅速に組織の修復ができる」とBertassoniのOHSUラボで増殖因子デリバリを専門にしているポスドク学者、Ramesh Subbiah, Ph.D.は説明している。

その小さなデバイスはモジュラーであり、ほぼどんなに空間にも適合するようにアセンブリできる。4層の4ブリック×4ブリックを含むブロックセグメントをつなぎ合わせると、推定で29000以上の異なる構成が実現可能である。

Bertassoniらの研究チームは、その3Dプリント技術を使って、ガン治療のために切り取らなければならない骨を治療することができる。脊椎固定術、また歯科インプラントに先行して弱くなった下顎骨を構築するためにも使える。さらにその技術の3Dプリント材料の組成を変えることで、軟組織の構築、修復にも使えると研究チームは考えている。さらに研究を進めることで、そのモジュラーマイクロケージアプローチは、移植用の臓器を作ることにも利用できる。

研究チームは、骨修復でそのマイクロケージの性能を研究する。ラット、もっと大きな動物のより複雑な骨折を修復するその技術の可能性をテストする計画である。

(詳細は、https://news.ohsu.edu/)