研究テーマ ｜ Research theme
バイオ３Dプリンターを用いた理想的な消化管構築と再生医療研究
Construction of ideal digestive tract using bio 3D printer and research on regenerative medicine
研究者 ｜ Researcher
研究概要 ｜ Research summary
組織工学による消化管構造の再生は，癌腫，外傷，先天性奇形などの良性または悪性疾患の小児および成人患者の治療に非常に役立ちます。これまでの消化管再生の報告では，多くはscaffold=足場材を用いた研究であり，生体適合性や構造体準備期間が長いなど多くの問題があります。
足場材を用いないscaffold-freeで，自己細胞をもちた人工臓器は，理想的な臓器と考えられます。これによる再生医療を目指し，バイオ３Dプリンター（Regenova🄬）を用いた消化管作製とその応用を行ってきました。これまで，人工食道，人工小腸を作製し，ラットへの移植にて，機能的であることを確認しています。今後の臨床応用へ向けて，大型動物（ブタ等）への応用を検討しています。
Tissue-engineered gastrointestinal structure regeneration is very useful in treating pediatric and adult patients with benign or malignant diseases such as carcinoma, trauma, and congenital malformations. Most of the reports on digestive tract regeneration so far have been studies using scaffold = scaffolds, and there are many problems such as biocompatibility and long preparation time for structures.
Scaffold-free scaffold-free, autologous artificial organs are considered to be ideal organs. Aiming at regenerative medicine by this, we have performed digestive tract production using a bio-3D printer (Regenova ®) and applied it. So far, we have produced artificial esophagus and artificial small intestine and confirmed that they are functional by transplanting them into rats. We are studying application to large animals (pigs, etc.) for future clinical applications.
特色・研究成果・今後の展望
当科ではこれまで気管や食道などの再生医療を手掛け報告してきました。当科(武岡ら)1)が報告しているように，これまでヒト細胞を用いバイオ３Dプリンターを用いた食道構造体の作成とラットへの移植（ヒト-ラットへの異種移植）を行ってきています。 現在は免疫抑制剤なしを目指したラット-ラットでの自家移植の研究や，食道移植を応用した小腸再生を行っています。今後は大型動物（ブタなど）への応用を検討しています。
1)Takeoka Y,et al. Regeneration of esophagus using a scaffold-free biomimetic structure created with bio-three-dimensional printing. PLoS One. 2019 Mar 8;14(3):e0211339.
社会実装への展望
このバイオ３Dプリンターを用いた臓器再生の技術は，様々な再生医療へ応用できると期待しております。さらに，自己細胞を用いた模擬臓器による薬剤感受性など，治療方法の個別化にも応用可能です。
また，大動物実験，細胞のみからなる構造物の作製など，医療機器開発、細胞治療の開発など幅広く対応が可能です。