腫瘍モデルの3Dバイオプリンティングとその応用

3Dバイオプリンティング腫瘍モデルとその潜在的な応用:レビュー 学術的背景 がんは、世界中で人間の死亡の主要な原因の一つであり、その制御不能な異常増殖、急速な成長、転移、および高い異質性により、従来の二次元(2D)細胞培養や動物モデルは、腫瘍診断および治療研究における臨床転換率が極めて低い。これらの制限を克服するために、研究者はより適切な腫瘍モデルの開発を緊急に必要としている。近年、3Dバイオプリンティング技術は、細胞、生体分子、および基質成分の空間分布を正確に制御することで、実際の人体腫瘍の空間組織、細胞資源、および微小環境特性(低酸素、壊死、遅延増殖など)をより忠実に再現する腫瘍モデルを作成するための新興技術として注目されている。このレビュー論文は、3Dバイオプリンティング技術の腫瘍モデ...

酵素制御活性酸素放出のための抗菌ゲルを組み込んだ電紡ポリビニルアルコール繊維

抗菌ゲルを組み込んだ電紡ポリビニルアルコール繊維を用いた酵素制御活性酸素放出の研究 学術的背景 皮膚は人体の感染に対する最初の防壁であり、傷の発生はこのバリアを破壊し、感染リスクを高めます。抗生物質耐性の増加に伴い、新しい抗菌療法の開発が特に重要となっています。従来の抗生物質療法は耐性を引き起こすだけでなく、細胞や臓器の毒性、アレルギー反応、腸内微生物叢への悪影響などの副作用を引き起こす可能性があります。そのため、局所的な抗菌治療がより優れた選択肢となり、特に抗菌剤を創傷被覆材に組み込むことで、その有効性を高め、毒性を減らすことが可能です。 近年、過酸化水素(H2O2)などの活性酸素(Reactive Oxygen Species, ROS)がその抗菌特性から注目されています。ROSは病原体...

深いトンネル傷の治療のための3Dバイオプリントされた3層セルロース/コラーゲンベースの薬剤放出フィラー

3Dバイオプリンティングによるセルロース/コラーゲンベースの薬剤放出フィラーを用いた深部トンネル創傷の治療 学術的背景 深部トンネル創傷(tunneling wounds)は、皮膚表面下に形成される複雑な創傷であり、その形状や大きさは多様で、ねじれや曲がりを持つことがあるため、治療が非常に困難です。既存の創傷ケアソリューションは主に表在性創傷を対象としており、未治療のトンネル創傷は重大な健康問題を引き起こす可能性があります。そのため、深部トンネル創傷を効果的に充填し、治癒を促進する材料の開発が重要です。本研究では、天然ポリマー(セルロースやコラーゲンなど)を使用してトンネル創傷フィラー(Tunnel Wound Fillers, TWFs)を調製し、真皮細胞外マトリックスを模倣することで、こ...

光/pH二重制御薬物放出「ナノコンテナ」が腫瘍低酸素を緩和し、化学療法、光線力学療法、化学力学療法の相乗効果を強化

光/pH二重制御薬物放出「ナノコンテナ」が腫瘍の低酸素状態を緩和し、化学療法、光線力学療法、化学力学療法の相乗効果を強化 学術的背景 臨床がん治療において、化学療法と放射線療法には、薬剤耐性、治療の不完全性、周期的な再発など多くの制限があります。これらの欠点を克服するために、研究者たちは多モーダル併用療法を含むさまざまな代替戦略を開発してきました。この治療法は他の療法と補完し、腫瘍治療の効果を向上させることができます。光線力学療法(PDT)は、光活性化光感受性物質と環境中の酸素(O₂)を利用して高レベルの毒性活性酸素種(ROS)を生成し、がん細胞を殺す典型的な酸化治療戦略です。PDTは、非侵襲性、迅速な効果発現、オンデマンド制御性により、原発性腫瘍治療において顕著な利点を持っています。しかし...

3Dプリント骨格筋におけるバイオミメティック血管化の時空間的制御

3Dプリント骨格筋におけるバイオミメティック血管化の時空間的制御

3Dプリント技術を用いた骨格筋血管化研究の応用 学術的背景 骨格筋組織は人体において最も重要な組織の一つであり、その機能は筋管(myotubes)と血管ネットワークの密接な関係に依存しています。血管ネットワークは骨格筋に酸素と栄養を供給するだけでなく、筋損傷の修復過程においても重要な役割を果たします。しかし、骨格筋の損傷が20%を超えると、従来の自家筋肉移植治療の効果は限定的で、失敗率が高くなります。近年、組織工学の発展により、特に三次元(3D)プリント技術の応用によって、血管ネットワークを持つ骨格筋組織の構築が可能になりました。しかし、体外で骨格筋と血管ネットワークの相互作用を正確に制御する方法は、依然として解決すべき課題です。 本研究は、3Dバイオプリント技術を用いて、骨格筋と内皮細胞(...