毎年何千人もの人々が臓器移植を待ちながら命を落とし、さらに多くの人々が病気の臓器で悩まされています。 脊髄を損傷した人々は、動いたり歩いたりすることができないために、他の多くの健康問題に悩まされています。 組織工学は、皮膚や機能不全の臓器、損傷したり欠損した身体の一部を置き換えたり修復するための生体組織を作るために、いくつかの分野を統合したものです。 マサチューセッツ総合病院の再生医療センター長であるヴァカンティ博士は、同病院の小児移植の責任者でもある。 肝臓移植を待ちながら死んでいく子どもたちがあまりにも多いのを見て、博士は肝臓の組織を培養する方法を探した。 そこで彼は、MITのランガー研究室とチームを組みました。 肝細胞を播種したポリマーの足場を病気のラットに移植することにより、数週間で新しい肝臓組織が成長し機能するようになった。 ランガー研究所の科学者たちは、ヴァカンティ博士と協力して、ラットの背骨を切断し、下半身不随にしてしまった。 そして、他のラットの幹細胞を使って、脊髄の欠損部分をポリマーの足場上で成長させたのです。 7118>
スキャフォールド
細胞培養は長い間ペトリ皿で行われてきましたが、この方法では、人体で機能的な目的を果たすことができない細胞の塊が生成されます。 足場は、成長する組織に形と支持の両方を提供する。 生体適合性、生分解性ポリマーから作られたこれらの足場は、特定の細胞タイプの空間的配向を収容し指示しなければなりません。
この方法は、血管系を必要としない軟骨を単に生成したい場合には比較的簡単です。 しかし、いつの日か「代替部品」を作りたいと願うならば、複数の種類の細胞を持ち、それ自体に栄養を供給できる、複雑で自然発生的な構造を作ることができるようになる必要がある。 器官と
その血管系の相互作用を模倣するために、個々の2Dシートを構築し、重ね合わせます。
Seeding
次に、ペトリ皿で増殖している細胞を足場に播種します。 これらの細胞は、幹細胞株またはドナー（理想的には移植のレシピエント）のいずれかから採取することができます。 細胞-足場は、細胞の成長と増殖を促す培地に浸される。
幹細胞
成人の幹細胞は、血液、骨、筋肉、皮膚、脳、肝細胞、毛包など、さまざまな種類の細胞から得ることができる。 しかし、それらを分離・培養することは困難である。 また、成体幹細胞が本当に分化できるのかどうかも明らかではない。 一方、胚性幹細胞は、足場の上にいる間でも分化することができる。
Rejection
組織には、移植前に研究室で成長させるものもあれば、成長するために体の助けを必要とするものもあります。 また、組織が移植された後は、常に拒絶反応の心配があります。 ランガー研究室では、患者の免疫不全を避けるために、移植部位のみをターゲットとして、免疫抑制剤を時限的に放出する手段を提供することにも取り組んでいます。 血液を供給するということは、複数の種類の細胞を足場に播くということです。 血管組織は成長が遅いので、足場全体の中にプレハブとして組み込む必要があります。 そして、最終的な製品は、自然が意図したとおりの外観と機能を備えていなければならない。
Real World Applications
欠損または損傷した臓器や組織を置き換えるだけでなく、人工組織は薬の効果を調べるのにも使えるかもしれません。 また、一部の美容外科医は、再建手術の可能性を前進させることを視野に入れ、組織工学の発展に注目しています。 7118>
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