多くの発見がそうであるように、偶然に発見が起こりました。
当時ノースウェスタン大学の材料科学のポスドク研究員だったアダム・ジャクスは、彼の研究室が卵巣を3Dプリントするために使用する生物学的な「インク」を使っていました。 今年の初めに、ティッシュインクを使用して、実際に機能する卵巣を構築することに成功し、健康なマウスの子犬が誕生しました。 ラボのヒュームフードの下に立ち、Jakusはコンテナを倒してラボベンチにこぼしました。 彼がそれをきれいにしたときまでに、それは固体シートを形成していた。
「それは素晴らしかった」とヤクスは言った。 「新しい生体材料を作り、それを拾うことができないか、拾うときにバラバラになる場合、それは役に立たない。
「この電球を消してもらいました。「研究室で作業している他のすべての組織でこれを行うことができます。」」
そのため、Jakusと彼の同僚は、彼の仮説をテストすることに着手しました。 彼らは意図的にインクをこぼしたり、型に流し込んで平らなシートを作りました。 彼らは、さまざまな臓器や組織で作られたさまざまな種類のバイオインクをテストしました。 臓器については、シカゴの地元の肉屋に頼り、豚の心臓、豚の肝臓、さまざまな筋肉の肉を買いました。 インクを作成するために、彼らは器官または組織を「脱細胞化」しました。つまり、細胞を除去し、細胞外マトリックスとして知られる構造タンパク質を残します。 このプロセスは、3Dプリンティングに関するラボの作業からすでに確立されています。 次に、脱細胞化された器官を乾燥させて粉末にし、ポリマーと組み合わせてから、紙にキャストしました。
結果の論文には、化学物質の痕跡と、それらが作られた器官のタンパク質構造が含まれています。 心臓の論文は、いわば「心臓の記憶」の一部を維持しています。 これは、論文が近くの細胞を刺激して特定の動作をする可能性があることを意味します。 これはさまざまな用途につながる可能性があり、北西部のいくつかの研究室では調査を行っています。
大学の生殖科学研究所は、卵胞（卵とホルモンを産生する細胞）を成長させるために、卵巣のティッシュペーパーをテストしています。 紙で育てられた卵胞は正しいホルモンを生成することに成功しています。 理論的には、病気や化学療法によりホルモン機能を失った女性の皮膚の下に卵巣のティッシュペーパーのストリップを埋め込み、ホルモン機能と生殖能力を回復させる可能性があります。
この論文は、3D印刷された卵巣がマウスからヒトへの飛躍を促進する可能性もあります。 マウスの卵巣には脂肪嚢があり、3Dプリントされた卵巣をマウスの体内に移植しやすくなっています。 人間はこの脂肪嚢を持っていないので、卵巣を移植することははるかに難しいでしょう。 しかし、ティッシュペーパーを使用して人工嚢を作成し、3D印刷された卵巣を移植することができます、とJakusは言います。
筋肉ティッシュペーパーは、創傷の治癒と再建にも役立ちます。
「形成外科医は、顔の筋肉の修復と再生に最適だと言った」とJakusは言う。 「薄いので、顔の平らで複雑な筋肉に最適です。」
これは、顔の筋肉が外傷や下肢形成手術により損傷を受けた人々、および先天性の顔面欠損を抱えて生まれた子供たちを助けることができるとヤクスは言います。
ティッシュペーパーはフィロ生地に似ていると感じている、と研究の共著者であるラミーユ・シャーは言う。 乾燥したら、それらを冷蔵庫または冷凍庫に積み重ねることができます。 彼らは何度も折り畳むことさえできます-ヤクスはそれらを小さな折り紙の鳥に折りました。 濡れているとき、用紙はプリンター用紙のようにバラバラになりませんが、ロール、折り、切り、縫い合わせができます。
再生医療-3Dプリンティングやその他の手法で新しい臓器や組織を作ることは、過去数年にわたって多くの興奮の源でした。 また、人間にとっての真の有用性は何年も先になる可能性があるため、批評家はその約束が売られ過ぎているのではないかと疑問視して、いくつかの論争を引き起こしています。
新しい論文の次のステップは、より多くの動物実験です、とJakusは言います。 彼は、一部のティッシュペーパー、特にマッスルペーパーが5年以内に手術室で使用できると推定しています。 卵巣の論文を人間が使用するにはさらに数年かかるかもしれない、と彼は言う。 20年後、Jakusは、ティッシュペーパーを3Dプリンティングテクノロジーと組み合わせて使用して、複雑な生物学的構造を作成したいと考えています。 たとえば、3Dプリントされた骨はティッシュペーパーの筋肉と神経に囲まれ、事故でひどく損傷した脚を再現できます。 いつの日か3D印刷技術とティッシュペーパーを一緒に使用して移植用の臓器全体を作成する可能性もあります。
「ティッシュペーパーの作成は比較的簡単でした」とJakus氏は言います。 「難しいのは、実際にテストすることです。」
この研究は、今月初めにジャーナルAdvanced Functional Materialsに掲載されました。
