プリンタブルバイオセンサ､組織と臓器を同時に記録､イメージング

July, 13, 2021, West Lafayette--ソフトバイオインクでできた完全プリンタブルバイオセンサをブタの心臓と連結された｡パデュー大学とロスアラモス国立研究所の研究者が開発したバイオセンサについての研究は､Nature Communicationsに発表された｡

外科医は､新しい特許申請中のパデュー大学バイオセンサによって､まもなく組織や臓器の重要な領域の場所を手術中に見つけることができるようになる｡これは、自動プリンティングシステムを使って3Dでプリントできる｡

Chi Hwan Leeが､外科手術中に組織や臓器の同時記録とイメージングができるバイオセンサを開発した｡同氏は､Leslie A. Geddesバイオメディカルエンジニアリング准教授｡

｢重要な領域を突き止め､正常な心臓リズムを回復するための処置など､外科的介入をガイドする際には、同時記録とイメージングが役立つ｣(Lee)｡

組織と臓器の同時記録とイメージングを行う従来方法は､難しいことが分かっている｡記録のために使う他のセンサが一般に､イメージングプロセスを妨害するからである｡

｢この目的のためにわれわれは､臓器の曲面とシームレスに連結できるウルトラソフト､薄型､伸縮性のあるバイオセンサを開発した｡例えば､心臓､心臓周期で大きく機械的に変形しても連結できる｡この独自の特徴により､同時記録とイメージングができるので､われわれは病状の源泉を正確に指摘できる｡この例では3Dで､心筋梗塞の伝搬についてのリアルタイム観察である｣(Lee)｡

特別設計を迅速プロトタイピング中にソフトバイオインクを使うことで､バイオセンサは、臓器の様々なサイズと形状に適合する｡バイオインクは、組織よりも柔らかであり､センサを劣化させることなく伸び､追加の接着剤なしに､臓器の濡れた表面に信頼度よく自然に付着する｡ロスアラモス国立研究所､Kwan-Soo Leeの研究グループが､バイオインクの処方と合成に関わっている｡

異なる形状､サイズおよび構成を利用する多くのプロトタイプバイオセンサが作製された｡Craig Goergen､バイオメディカルエンジニアリング准教授と同氏のラボグループが､マウスとブタの生体でそのプロトタイプをテストした｡

｢Goergen教授とチームは､プロトタイプバイオセンサを使い時間をかけて心筋梗塞の正確な位置の特定に成功することができた｡このテストに加えて､チームは､そのバイオセンサの生体適合性と生物付着実防止特性､心臓機能に対するバイオセンサの影響も評価し､重大な弊害がないことを示した｣(Lee)｡

バイオセンサについての研究は､論文審査のあるNature Communicationsに発表された｡
Purdue Research Foundation Office of Technology Commercializationは､Leeのバイオセンサに関して特許申請を行った｡
(詳細はhttps://www.purdue.edu)