HU3DINKS プロジェクトは、人間による 3D バイオプリンティングに革命を起こすことを目指しています

Jun 10, 2023

3D プリンティング用ヒューマン バイオインク (HU3DINKS) と呼ばれる新しいプロジェクトは、3D バイオプリンティング用の人体組織ベースのバイオ インクの開発を目的としています。 IraSME イニシアチブによって資金提供されているこのプロジェクトは、国境を越えたコラボレーションを促進することを目的としています。

HU3DINKS コンソーシアムには、ベルギーとオーストリアのパートナーが含まれています。 THT Biomaterials (オーストリア、ウィーン) はヒト胎盤由来材料の専門知識に貢献し、BIO INX (ベルギー、ゲント) はさまざまな印刷技術用のバイオインク開発を専門としています。 MorphoMed (オーストリア、ウィーン) は医療グレードのシルク技術によるサポートを提供し、UpNano (オーストリア、ウィーン) は 2PP (バイオ) 高解像度バイオ 3D プリンティング技術の専門知識で有名です。 さらに、新しく開発されたバイオインクの生物学的検証は、AUVA と協力してルートヴィヒ ボルツマン外傷学研究所によって実行されます。

「この技術は性能において大幅な進歩を遂げましたが、現在では主に高性能の生物学的材料が存在しないことによって制限されています。 HU3DINKS プロジェクトは、構造と構成の両方の点で人間の細胞環境を真に模倣することにより、この分野でパラダイムシフトを引き起こすことができます」と UpNano の材料スペシャリスト、Markus Lunzer 氏は述べています。

より人間らしい 3D バイオプリンティングを目指して

現在、3D バイオプリンティングは主にゼラチンやコラーゲンなどの動物源由来の材料に依存しています。 動物実験に代わって、人間の組織の状態によりよく近づけるために、動物を使用しない代替法の必要性が生じています。 合成ポリマーは研究されているが、生体内状況の複雑さに欠けており、体外試験と動物モデルの間のギャップを埋めることができていない、とコンソーシアムは述べている。

HU3DINKS プロジェクトは、押出成形や高解像度レーザーベースの方法を含む 3D バイオプリンティング用の高性能ヒト組織ベースのバイオインクを開発することを目的としています。 ヒト組織由来の材料が市販されているにもかかわらず、その生物活性と 3D プリンティングのパフォーマンスは依然として低いままです。 したがって、HU3DINKS コンソーシアムは、より効率的な 3D プリンティングのために、これらの材料をバイオインクに変換することを目指しています。

その結果、3D プリントされたヒト組織モデルは、従来の 2D 細胞培養技術と比較して、ネイティブ 3D 組織をより正確に表現できます。 これにより、科学研究における動物の使用を削減、代替、改良するという 3R 原則に沿って、これらのモデルで医薬品や化粧品をテストすることが可能になります。

この目標は、特に 2 光子重合 (2PP) を使用した高解像度バイオプリンティングによって達成されます。 この技術は細胞内解像度を可能にし、複雑なマイクロセルラー構造を効果的に模倣します。 さらに、2PP はマイクロ流体チップ内での直接印刷を容易にし、薬物スクリーニングプロセスを合理化する数少ない方法の 1 つです。

バイオプリンティング: 損傷した組織を修復および置換する新しい方法

昨年、3D バイオプリンティングの専門家である CollPlant は、過去に「Collink.3D 90」として知られるバイオインクをその材料ポートフォリオに導入しました。 この 2 番目の組換えヒトコラーゲン (rhCollagen) ベースの材料は、特に硬組織および軟組織の 3D プリンティングの需要を満たすように調整された、機械的特性が改善されたことが特徴です。 さらに、このインクは細胞の遊走を促進し、この点で既存の細胞培養ハイドロゲルを上回ることが報告されています。 この特徴により、これは再生医療の開発にとって「有望な選択肢」になったとコルプラント氏は言う。

フィンランドのバイオプリンティング企業 Briter は、タンペレ大学ケロマキ研究所の生体材料および組織工学グループと提携して、3D プリンティング用のバイオインクを研究し、「バイオプリンティング分野の進歩」を推進しています。 彼らの最初のブレークスルーには、ヒドロゲルにおける好ましいレオロジー特性で知られる前駆体であるジェランガムから光架橋性バイオインクを作成する新しい方法の開発が含まれていました。 研究チームは、2 段階の架橋技術を採用することで、これまで印刷できなかったジェランガム インクを実行可能なバイオ インクに変換することに成功し、3D 印刷構造の製造を可能にしました。 さらに、チームはこの技術を他のさまざまなバイオインク配合物に適用する可能性を提案しました。