バイオプリンターは、特殊なタイプの 3D プリンターです。 コンピューター制御の組織工学に基づいて、組織またはバイオアレイを作成できます。 将来的には、それらの助けを借りて、臓器や人工生物を生産することが可能になるはずです。
バイオプリンターとは？
バイオプリンターは、特殊なタイプの 3D プリンターです。 バイオプリンターは、生体組織や臓器を生きた細胞に転写して立体的に印刷する技術装置です。 3D プリンティングのこの分野はまだ実験段階にあり、主に大学の科学的研究で調査されています。 目標は、医療に使用できる機能的な代替組織や臓器を生産する可能性を生み出すことです。 バイオプリンターへの活動用語はバイオプリンティングと呼ばれています。 バイオプリンティングは、対象の組織または器官の基本的な構成から始まります。 バイオプリンターは、実験室環境でのみ使用されます。 特殊な 3D プリンターは、印刷物を介して細胞の薄い層を保存し、形成します。 結果として。 これを行うには、 バイオプリンターが上下左右に動きます。 バイオプリンターは、バイオインクまたはバイオプロセスプロトコルを使用して有機材料を構築します。 これらは、生体由来の細胞を含む生体高分子と、最大 90% を含むヒドロゲルです。 水. 流動特性は正確に計算する必要があります。 一方で、 質量 注射器の針が詰まらないように十分に流動的でなければならず、その一方で、標的の構造が耐久性があるように十分に固くなければなりません。 バイオプリンティングの他の用途には、 移植、外科 治療、組織工学、および再建手術。
フォーム、タイプ、および種
現在、バイオプリンターは商業部門で散発的に使用されています。 バイオプリンティングは開発段階にあるため、成熟した種または種類のバイオプリンターは現在確認されていません。 ただし、原則として、バイオプリンティングにはどのような 3D プリンターでも使用できます。 これを行うには、一般的に使用される PVC 粉 適切なセルに置き換える必要があります。 通常のインクジェット プリンターからバイオプリンターを開発できるプロセスもテストされています。 バイオインクには高い要求が課せられなければなりません。 たとえば、臨床目的で使用される物質は、厳格な国際規格を満たす必要があります。 バイオプリンティングで使用される前に、そのような物質は何年にもわたるテストを受けなければなりません。
構造と動作モード
バイオプリンターの仕組みは、通常の 3D プリンターの動作原理と非常によく似ています。 金型は押出機によって組み立てられます。 ただし、PVCはありません 粉 従来の 3D プリンターの場合と同様に使用されますが、通常はアルギン酸をベースにしたポリマー ゲルが使用されます。 実際に散発的に使用されている現在のバイオプリンターは、それぞれが 10,000 から 30,000 の個々の細胞を含む液滴を生成します。 適切な成長因子に基づいたこれらの単一細胞の組織化は、機能的な組織構造を形成するために一緒になると考えられています。 バイオプリンターでは、正確な印刷のために温度管理が必要です。 現在のバイオプリンターは空間的に非常に大きく、幅、長さ、高さが数メートルになることがあります。 通常、プリンターの外部にあるコンピューターが、シリンジ プランジャーを制御します。 これは、デジタルで入手可能な 3D モデルのデータに基づいています。 バイオインクは最大 XNUMX つのスプレー ノズルから押し出され、目的の構造がプラットフォーム上に構築されます。
医療と健康上の利点
原則として、バイオプリンターは、特に将来、医学、食品産業、合成生物学の XNUMX つの分野で使用されることが期待されています。 医学では、バイオプリンターの使用が考えられ、外科のサブフィールドで想定されています。 治療、再建手術、臓器提供、および 移植. 特にバイオプリンターによる臓器の場合、XNUMX つの大きな利点は明らかです。 移植. このようにして、現在も必要とされている、受取り体に適合する適切なドナー臓器の探索を中止することができる。 再建手術では、単純化と改善が期待されます。ここでは、患者の体のさまざまな部分、つまり耳、指、膝などから細胞を採取する方法が考えられます。 これらの細胞は実験室で増殖されます。 次に、バイオポリマーが加えられます。 このような懸濁液から、バイオプリンターは理論上、移植片を作成できます。 その後、これを患者に移植します。 体自身の細胞は、時間の経過とともに生体高分子を分解します。 利点は、特に移植が身体によって拒絶されないという事実にあるかもしれません。 さらに、そのような移植は 成長する 体と。 このポジティブな特性の理由は、インプラントが患者の成長制御システムにリンクされているためです。 バイオの利用に関する研究分野インプラント 医学では、 成長する. 現時点では、グラフトの生産から 軟骨、 など 鼻、非常に考えられます。 より重要なのは、体の器官の生産です。 特に、臓器に供給するために必要な毛細血管の数は、現時点では、必要な精度では考えられません。 別の問題は、体の器官などの複雑な構造では、さまざまな機能を実行するために、さまざまな細胞が調整され、互いに通信しなければならないという事実から生じる可能性があります。 バイオプリンターは、食品業界で肉を生産するためにも使用できます。 最初の企業は、彼ら自身の声明によると、すでにそのような製品の印刷に成功しています。 これらは、おいしく、屠殺するよりも安価であると言われています。 ただし、バイオプリンティングで印刷された肉は現在販売されていません。
