分野　

幹細胞　３Dプリンター　創薬

　内容　

　3Dバイオプリンティングで生体組織を構成する（印刷する）技術は、日本ではサイフューズ社（https://www.cyfusebio.com/）のスキャフォールドフリーなバイオプリンティングがよく取り上げられますが、主流は生体適合性の高い天然基質やポリマーを用いたバイオプリンティングです。
Cellink社（https://www.cellink.com/jp/） など、こうした製品群を販売する会社が多数活動しています。
　近年、３Dバイオプリンティングと幹細胞技術を組み合わせる試みが多く行われ、再生医療領域でも期待の持てる成果が報告されてきました。
　押出し式の3Dバイオプリンティングは時間がかかる・スキャン層間の継ぎ目と言った問題点がありますが、新しい技術として、光感受性ポリマーと3Dレーザーリソグラフィーを組み合わせた３Dバイオプリンティングの技術があります。これまで十分単位でかかっていた3Dプリンティングがわずか数十秒で完了するというゲームチェンジャー的技術で、近年、バイオプリンティングへの応用例も増えてきました。

　

３Dバイオプリンティングの種類

方式	利点	欠点
インクジェット Inkjet	低コスト 高速	高粘度材料の利用は困難
押し出し Extrusion	高粘度材料など広範囲の材料を利用できる	低速
光造形 Stereolithography	低コスト 高速	光架橋性など特殊な性質を持ったバイオインクが必要
剣山方式（サイフューズ社）	スキャフォールドが不要 生体適合性が高い	低速・高コスト 造形できる形状に制限

　

　末梢神経再生や脊髄損傷の分野、特に末梢神経再生では自家神経移植の代わりになる神経導管（コンジット conduit）の開発が盛んで、３Dプリンターを利用した試みも多くなされています。神経導管は既に医療器具として認可販売されているものも多くありますが、生体適合性のある材料から、生物分解性の高い材料へ、また神経成長因子や抗炎症剤・抗酸化剤を含む複合的な材料が開発されています。京大病院とサイフューズの行う医師主導治験は自家の線維芽細胞（スキャフォールドなし）から３Dプリンターで作成した神経導管で治療を目指して行うものです。
　https://www.cyfusebio.com/wp/wp-content/uploads/20201125_PR.pdf

　線維芽細胞に留まらず、より高い治療効果を目指して、幹細胞を取り込んだ治療法も開発されています。単に管を移植するのではなく、生体組織の微細構造を再現することが高い治療効果を挙げるためには有効であると分かってきており、この目的には光感受性ポリマーと3Dレーザーリソグラフィーを組み合わせた３Dバイオプリンティングの手法は、生体内の微細構造を再現できるので非常に適しています。
　2019年にはラット脊髄損傷のモデルで、BBBスコア（脊髄損傷後の機能回復スコア）がほとんど回復しないような重篤な脊髄損傷の条件でも、光感受性ポリマーと3Dレーザーリソグラフィーを組み合わせた３Dバイオプリンティング microscale continuous projection printing method (μCPP) で作製した脊髄損傷部位へのスキャフォールド移植と、ラット神経幹細胞（NSC）を組み合わせて顕著な機能回復がみられることが報告されました（参考文献）。

　iPSポータルでは、多くの化学企業・素材企業から、自社製品や開発品の生体適合性に関する試験依頼を頂いております。３Dプリンティングで作製した開発品に対する幹細胞の適合性の試験も弊社で対応可能なものも多いかと存じますので、ご関心の方はお気軽に営業担当までお問い合わせください。

　

参考文献
Nat Med. 2019 Feb;25(2):263-269.
Biomimetic 3D-printed scaffolds for spinal cord injury repair.
Koffler J, Zhu W, Qu X, Platoshyn O, Dulin JN, Brock J, Graham L, Lu P,
Sakamoto J, Marsala M, Chen S, Tuszynski MH.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30643285/