バイオプリンティング技術およびバイオインク設計の基礎講座

昨今、3Dプリンティングは、住宅や橋の建築への利用が検討されるなど、その適用可能な範囲は大きく広がっている。3Dプリンティングの中でも特に細胞を取り扱うのが3Dバイオプリンティングであり、生体の組織や臓器の外観形状を容易に再現できるだけでなく、その内部構造の再現も可能とすることから、将来の再生医療に関わる新しい技術として大きな期待を集めている。 　本講演では、3Dバイオプリンティングおよびそれに使用するインクに関する研究動向を解説すると同時に、講演者が取り組んでいる独自の3Dバイオプリンティング技術に関して解説を行う。

1. 3Dプリンティングと3次元バイオ構造作製技術
   1. 3Dプリンティングの概要
   2. 3Dバイオプリンティングの研究動向
      1. 再生医療・組織工学の概要
      2. 従来の3次元バイオ構造体作製技術
      3. 3Dバイオプリンティングの研究動向
2. 3Dバイオプリンティング及びバイオインク技術
   1. 各種バイオプリンティング技術の仕組み・特徴と留意点
      1. 微小押し出し方式の特徴
      2. インクジェット方式の特徴
      3. 光造形方式の特徴
      4. 細胞のみから造形する方式の特徴
      5. その他の方式の特徴
   2. バイオプリンティングに用いられる基材について
   3. 各種バイオインクの種類・特徴と設計上の留意点
      1. バイオインクの構成材料
      2. バイオインクに求められる性能・機能
      3. 再生医療・組織工学に利用されるヒドロゲルの紹介
      4. 金属架橋方式のバイオインクの特徴
      5. 光架橋方式のバイオインクの特徴
      6. 酵素架橋方式のバイオインクの特徴
      7. 温度架橋方式のバイオインクの特徴
3. 実施している3Dバイオプリンティング応用研究およびそれにもとづいたTipsの紹介
   1. 3Dバイオプリンティングの応用研究
      1. ヒドロゲルを用いた再生医療・組織工学
      2. インクジェット式バイオプリンティングによる多種細胞の立体構造物造形
      3. 可視光架橋インクを用いたバイオプリンティングとプリンティングシステムの構築
      4. 各種応用に向けた3Dバイオプリンターの開発と課題
   2. 様々な物質・成分のバイオインクへの適用
      1. シルクナノファイバーの適用
      2. シルクフィブロインの適用
      3. ヒアルロン酸・アルギン酸・キトサン・ゼラチンの適用