人間の組織を3Dプリントする方法/タニーカ・ジョーンズ
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0:07 - 0:12現在 何十万もの人々が
臓器移植を待っています -
0:12 - 0:16腎臓や心臓 肝臓など
重要な臓器を移植することで -
0:16 - 0:18彼らの命を救える可能性があるのです
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0:18 - 0:20しかし残念ながら
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0:20 - 0:25移植を望む人々の需要に対し
ドナーによる臓器は 全く足りていません -
0:25 - 0:27ドナーを待たずとも
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0:27 - 0:31カスタマイズした臓器を
新たに作れるとしたらどうでしょうか -
0:31 - 0:34この考えを背景に生まれたのが
バイオプリンティングです -
0:34 - 0:38現在 再生医療の一分野として
開発が進んでいます -
0:38 - 0:41複雑な臓器を作れるようになるには
まだ時間がかかりますが -
0:41 - 0:45栄養素と老廃物の交換を行う
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0:45 - 0:48血管や管状器官などの より単純な組織は
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0:48 - 0:50既に作ることができます
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0:50 - 0:54バイオプリンティングの技術は
3Dプリントの応用で -
0:54 - 0:57材料を一層ずつ積層していくことで
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0:57 - 1:023次元の物を作製しています
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1:02 - 1:05臓器を作製する
3Dプリンターでは -
1:05 - 1:10金属やプラスチック
セラミックスではなく -
1:10 - 1:14生細胞を含んだ印刷可能な材料である
バイオインクを用います -
1:14 - 1:19多くのバイオインクは 水を多く含む分子
ハイドロゲルが大部分を占め -
1:19 - 1:22数百万の生細胞や
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1:22 - 1:27細胞が相互作用し育つのを促進する
様々な化学物質と混ざり合っています -
1:27 - 1:30バイオインクには
単細胞を含有しているものや -
1:30 - 1:35より複雑な構造を作るため
異なる種類の細胞を含むものがあります -
1:35 - 1:38半月板を印刷するとしましょう
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1:38 - 1:40半月板は膝の軟骨組織の一部分で
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1:40 - 1:44すねの骨と大たい骨が
互いに擦れ合うのを防いでいます -
1:44 - 1:47半月板は軟骨細胞と呼ばれる
細胞でできており -
1:47 - 1:51バイオインクには
健康な軟骨細胞が必要です -
1:51 - 1:55こうした細胞はドナーから提供を受け
研究室で細胞株が複製される場合と -
1:55 - 1:58拒絶反応が起きにくい
個別の軟骨組織を作るため -
1:58 - 2:03患者自身の組織を採取する場合があります
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2:03 - 2:05印刷技術は複数あり
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2:05 - 2:09中でも人気が高いのは
材料押出法のバイオプリンティングです -
2:09 - 2:13プリンターのチャンバーを
バイオインクで満たし -
2:13 - 2:17プリントヘッドに取り付けられた
丸型ノズルを通しインクを押し出す方法です -
2:17 - 2:24ノズルは たいてい直径400ミクロン以下で
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2:24 - 2:26インクは そのノズルを通り
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2:26 - 2:29指の爪ほどの厚さで 切れ目のない
糸状のフィラメントとして射出されます -
2:29 - 2:33フィラメントを より合わせたストランドは
電子化された画像やデータに基づき -
2:33 - 2:37平面上もしくは液体中に積層されていきます
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2:37 - 2:41液体は所定の位置で
構造が安定するのを助けます -
2:41 - 2:45このようにして薄いストランドが
1度に1枚 印刷され -
2:45 - 2:48半月板は 30分ほどで
あっという間に作り出されるのです -
2:48 - 2:52バイオインクには
印刷後すぐに硬くなるものもありますが -
2:52 - 2:53構造を安定させるためにUVライトや
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2:53 - 2:58化学的もしくは物理的な
追加工程が必要なものもあります -
2:58 - 3:00印刷工程が成功すると
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3:00 - 3:02人工組織内の細胞は
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3:02 - 3:06本物の組織内の細胞と
同じように働き始めます -
3:06 - 3:10お互いに信号を送り 栄養素を交換
増殖するのです -
3:10 - 3:14半月板のような比較的簡単な構造体を
印刷する技術は既に完成しています -
3:14 - 3:18更にバイオプリンティングで作製した
膀胱(ぼうこう)の移植にも成功 -
3:18 - 3:23ラットを使った実験では印刷した組織による
顔面神経の再生も促進させました -
3:23 - 3:27研究者らはこれまでに肺組織や皮膚 軟骨
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3:27 - 3:34機能の一部を担う縮小版の
腎臓や肝臓 心臓を作製しています -
3:34 - 3:37しかし主要な臓器の
複雑な生化学的環境を再現するには -
3:37 - 3:40高い壁が立ちはだかっています
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3:40 - 3:43材料押出法のバイオプリンティングでは
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3:43 - 3:48ノズルが小さすぎる
あるいは印刷の圧力が高すぎると -
3:48 - 3:51インク内の細胞を かなりの割合で
破壊してしまう可能性があるのです -
3:51 - 3:53最も難しい挑戦の1つは
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3:53 - 3:59どのようにして実物大の臓器で
全ての細胞に酸素と栄養素を供給するかです -
3:59 - 4:01そのため現在 再現に成功している構造体は
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4:01 - 4:04平ら もしくは内部が
空洞状のものに とどまっており -
4:04 - 4:07現在 研究者らは
印刷して作製した組織に -
4:07 - 4:11血管を組み込む方法を開発しようと
奮闘しているのです -
4:11 - 4:14バイオプリンティングは
非常に多くの可能性を秘めています -
4:14 - 4:16命を救うことはもちろん
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4:16 - 4:19そもそも臓器がどう機能しているか
理解を深める機会にもなるでしょう -
4:19 - 4:23バイオプリンティング技術により
可能になることは計り知れず -
4:23 - 4:27電子部品を埋め込んだ組織の印刷も
できるかもしれません -
4:27 - 4:32いつか 現在の人間の能力を超える臓器や
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4:32 - 4:36燃えない皮膚などを
享受する日が来るのでしょうか -
4:36 - 4:42臓器を印刷し移植することで
人間の寿命はどのくらい延びるでしょうか -
4:42 - 4:45そして 一体誰が そして何が
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4:45 - 4:49このような技術をもたらし
素晴らしい成果が得られるのでしょうか
- Title:
- 人間の組織を3Dプリントする方法/タニーカ・ジョーンズ
- Speaker:
- タニーカ・ジョーンズ
- Description:
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現在 何十万人もの人々が臓器移植を待っており、腎臓や心臓、肝臓など重要な臓器を移植することで彼らの命を救える可能性があります。残念ながら移植を望む人々の需要に対しドナーによる臓器は全く足りていない状況ですが、ドナーを待たずともカスタマイズした臓器を新たに作れるとしたらどうでしょうか。タニーカ・ジョーンズが再生医療の一分野であるバイオプリンティングを掘り下げます。
講師:タニーカ・ジョーンズ
監督:Hype CG*このビデオの教材:View full lesson: https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:52
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