バイオ・医療への3Dプリンティング技術の研究開発と今後の展望

1980年に光造形の技術が創出されてから3次元積層造形技術が進化をはじめ、2010年代にはデジタル革命の旗手として3Dプリンターは世界的な大ブームが引き起こり、一気に世界に普及した。現在もなお、Industry4.0、Society 5.0の中の重要基板技術の一つと位置付けられ、さらなる進歩と応用の拡大、活躍が期待されている。数ある応用先の中でも、バイオや医療領域への応用には大きな期待が集まり、世界中で研究開発が進められている。 　本セミナーでは、3Dバイオプリンティングの草分け期から医工学領域での研究開発に取り組んできた講師の歩みと経験を含めて、バイオや医療方面への3Dプリンターの応用について、背景・課題・考え方、さらに世界的な動向・研究の最前線・将来展望などを含め、初心者にもわかりやすく概説する。

1. イントロダクション
   1. デジタルによるものづくり:デジタルファブリケーション
   2. 3Dプリンターの世界的ブーム
   3. 3Dプリンターの原理と分類
   4. 3Dプリンターの特徴:Additive Manufacturing (付加的製造法)
   5. 3Dプリンターによるものづくりのいろいろ
2. 3Dプリンターの医療への応用:考え方とレベル分類
   1. レベル1:現在の3Dプリンターでの3次元造形
   2. レベル2:生体適合性材料での3次元造形
   3. レベル3・4:再生医工学への応用
3. 再生医工学 (Tissue Engineering)
   1. 再生医工学とは? … 再生医工学の概要と原点
   2. 再生医工学の基本的手法 … 再生医工学ではどんな方法が行われてきたか?
   3. 再生医工学の課題 … なぜ心臓や腎臓などの重要臓器が作れないのか?
4. 3Dバイオプリンティングによる組織・臓器づくり:バイオファブリケーション
   1. ヒトの手作業から機械の手へ
   2. CAD/CAM/CAEのものづくり
   3. 印刷技術の応用
   4. 3D バイオプリンターの開発
5. 3Dバイオプリンティング:世界の動向と最前線
   1. バイオプリンティングのあゆみ
   2. 世界の動向と研究の最前線 (1) : バイオファブリケーションの再定義
   3. 世界の動向と研究の最前線 (2) : 3次元組織モデル、組織チップ、臓器チップ
   4. 世界の動向と研究の最前線 (3) :バイオプリンティング の開発 (自験例より)
6. 工学による臓器づくり:課題と展望
   1. バイオインク:臓器づくりのための材料開発:細胞・生体材料
   2. バイオアセンブリ:バイオパーツとアセンブリ
   3. ポストファブリケーションプロセス:3次元組織の培養
   4. バイオプロセス工学のすすめ
7. まとめ:
   1. 再生医療の強みと課題
   2. 医薬品・医療機器の世界情勢:日本の強み・日本の弱み
   3. 医工学者の使命:未来の医療をデザインし実現する医工学
8. 質疑応答