ビンガムトン大学の研究者たちは、組織工学の分野で大きな一歩となる、ヒト組織足場内に人工的な血管系を構築するための革新的な手法を開発しました。この研究成果は、2023年にトーマス・J・ワトソン工学・応用科学カレッジで発表されました。これは、人工組織の製造において長年の課題であった血管網の再現性を大幅に向上させるものです。
Ying Wang教授とYingge Zhou教授が率いる研究チームは、これまで人工的に作製された組織のサイズと機能の限界を打破することを目指しました。従来、組織が複雑になるにつれて、適切な血液循環が確保できないことが主要な障害となっていました。この循環の欠如は、酸素や栄養素の不足により細胞が死滅する壊死領域を引き起こし、より複雑な組織の開発を妨げていたのです。
研究者たちはこの課題を解決するため、ナノ製造技術を駆使し、ハイドロゲル足場内にマイクロチューブを形成しました。これらのマイクロチューブは、直径1から10ミクロンの範囲で、エレクトロスピニング法を用いて作製されました。その後、中心部を溶解させることで中空のチャネルを作り出しました。さらに、超音波撹拌を利用してマイクロチューブを短くし、足場全体に均一に分散させました。蛍光マイクロビーズを用いた実験では、この構造によって血液循環、栄養、および酸素供給が改善され、細胞生存率が向上することが明確に実証されました。
Wang教授とZhou教授は、この技術の重要な利点として、チューブのサイズを精密に調整できる点を強調しています。これにより、作製する組織の種類に応じて、多様な血管構造（バスキュラチャー）を設計することが可能になります。人工組織におけるより優れた血管系の必要性が主要なボトルネックとなっていた時期において、この進歩は非常にタイムリーなものです。この新しいアプローチは、人工組織を実際の臓器の再現に近づけ、薬剤試験や再生医療への応用を大きく前進させます。
研究チームは、この技術がさらに洗練されれば、単一の臓器だけでなく、ヒト細胞を基盤とした生きたシステムとして複数の臓器を組み立てることが可能になると展望しています。チューブのサイズを制御するという技術的な細部に焦点を当てることで、私たちの健康に影響を与える分野で劇的な変化を促進できることを、この研究は示しています。
