3Dプリンティングは大きなニュースです。オバマ大統領は、一般教書演説の中で、3Dプリンティングを中心とした製造ハブの立ち上げを呼びかけました。 3D Doodler。立体的なプラスチックオブジェクトを3次元で描画できます。
昨日、コーネルの医師とエンジニアは、3Dプリンティングテクノロジーを使用して構築された、生きた細胞で作られたリアルな人工耳という、かなり異なるテクノロジーの使用方法を紹介しました。 PLOS ONEに掲載された論文に記載されている彼らの製品は、小耳症などの未発達の外耳を残す先天性欠損症で生まれた子供たちを助けるように設計されています。
以前に使用されていた人工材料を発泡スチロールのような質感に置き換えたり、患者の胸郭から採取した軟骨組織を使用したりできる人工装具は、多段階のプロセスの結果です。
まず、研究者は患者の耳のデジタル3D表現を作成します。 プロトタイプでは、健康な小児の耳をスキャンしましたが、理論的には、小耳が片方の耳だけに影響を与えている場合、患者の頭の反対側にある無傷の耳をスキャンし、デジタル画像を反転できる可能性があります健康な耳の正確なレプリカを作成します。
次に、3Dプリンターを使用して、耳の正確な形状の固体プラスチック金型を作成し、高密度のコラーゲンゲルで満たします。これは、Jell-Oと同様の一貫性を持っていると説明されています。
3Dプリンターは、耳のコラーゲン足場用のプラスチック型を作成します。 （リンジー・フランス/コーネル大学写真による画像） 
生きている軟骨細胞を播種し、皮膚の下に埋め込むコラーゲン耳。 （リンジー・フランス/コーネル大学写真による画像） 印刷後、研究者は軟骨細胞をコラーゲンマトリックスに導入します。 プロトタイプには、牛から採取した軟骨サンプルを使用しましたが、実際には患者自身の体の他の場所の軟骨からの細胞を使用できたと考えられます。
栄養素で満たされたペトリ皿で数日間の過程で、軟骨細胞が再生し、コラーゲンを置き換え始めます。 その後、耳を外科的に人間に取り付け、皮膚で覆うことができます。ここで、軟骨細胞がコラーゲンを置換し続けます。
これまでのところ、チームは実験用ラットの背中の皮膚の下に人工耳のみを移植しました。 ラットに付着して3か月後、軟骨細胞はすべてのコラーゲンに置き換わり、耳全体に充満し、補綴物は元の形状とサイズを維持しました。
共同声明の中で、共著者のジェイソン・スペクターは、患者自身の細胞を使用することで、手術後に身体がインプラントを拒否する可能性を大幅に減らすことができると述べました。 別の共著者であるローレンス・ボナサールは、先天性欠損に加えて、癌や事故の結果として外耳を失った人にとってもこの人工装具が価値があるかもしれないと述べました。 小耳症の子供に使用する場合、耳は時間とともに頭と一緒に成長しませんので、研究者は、患者が5歳または6歳になるまで、通常は耳が成長するまで人工器官の1つを移植するのを待つことをお勧めします大人のサイズの80％。
既存の方法に対する新技術の最大の利点は、生産プロセスがカスタマイズ可能であるという事実です。そのため、いつの日か、各患者に対して非常にリアルな外観の耳を迅速なタイムスケールで生産することができます。 研究に含まれる実験を行って以来、研究者は実際にプロセスを高速化し、コラーゲンを「インク」として使用して耳を直接印刷し、カビの作成をスキップする能力を開発しました。
ただし、まだ対処すべき問題がいくつかあります。 今のところ、彼らは耳を作るのに十分な小児患者自身の軟骨を収穫し、育てる手段を持っていません。それが彼らが牛のサンプルを使用した理由です。 さらに、外科的移植が人間にとって安全であることを証明するために、将来のテストが必要です。 チームは、これらの問題に対処する計画を立てており、2016年には人間のそのような耳の最初のインプラントに取り組むことができると述べています。
