大阪大学と広島大学は,動物細胞を含んだ柔らかなゼリー状の三次元構造物を,3Dプリンターを用い,その内部へのプリント補助剤の混入を抑えて精度よくバイオプリントする方法の開発に成功した(ニュースリリース)。
従来のバイオプリンティング技術では,柔らかな構造物の造形は困難であり,細胞の成長と組織化においても問題が多く存在していた。具体的には,粘度の低いインクが造形中に流出し,または印刷中に自重によって変形する等の問題があった。
また,最近検討が増えているプリント補助剤を満たした容器内にインクを押し出して固化させる方法では,プリント補助剤が構造物中に多く含まれてしまうことが避けられないという問題があった。
今回,研究グループは,プリント補助剤を満たした容器中での3Dプリントを行なわずに,柔らかな構造物を3Dプリントする方法を検討した。
プリント補助剤と細胞を含むインクを交互に積層する方法を採用するとともに,インクを固めるために,プリント補助剤とインクが接触するとはじめてインクが固化する方法の開発に取り組んだ。その結果,複数の方法を開発することに成功し,複数の特許出願とともに,そのうちの1つについて論文発表を行なった。
具体的に,この研究では,動物細胞,体内に存在するヒアルロン酸の誘導体,及び西洋わさびから抽出される酵素を含む溶液をインクとして使用し,微量の過酸化水素を含むエコー検査用ゼリーをプリント補助剤として用い,これらを交互に積層することで3Dプリントを行なった。
その結果,インクに含まれる動物細胞を生きたまま含む立体構造物をプリントすることに成功した。また,人の肝臓由来の細胞が構造体内部で成長することを確認した。さらに,エコー検査用ゼリーが,カルシウムと反応すると簡単に除去できることを見出し,プリント補助剤として適していることを示した。
研究グループは,この新たなバイオプリンティング方法は,機能的な臓器や組織の3Dプリントの実現に寄与するものとして期待されるとしている。