成果報告書詳細
管理番号20150000000590
タイトル平成26年度成果報告書 「立体造形による機能的な生体組織製造技術の開発 細胞を用いた機能的な立体組織および立体臓器作製技術の研究開発 高機能足場素材とバイオ3Dプリンタを用いた再生組織・臓器の製造技術の開発」(株式会社JMC)
公開日2015/7/17
報告書年度2014 - 2014
委託先名株式会社JMC
プロジェクト番号P14028
部署名ロボット・機械システム部
和文要約a)バイオ3Dプリンタ用組織・内臓のデータ開発

再生医療用の高性能足場作製のためにアカデミアから足場形状に必要とされる仕様について受け取り、取りまとめた。サンプルとして実際の医療用DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicineの略)データも受け取り、汎用医療用データ編集ソフトと既製の石膏粉末、インクジェット方式の3Dプリンタを用いて試作をおこなった。結果として、データの抽出、変換、編集など一連の流れを確認し、問題点などの洗い出しをおこなった。

b) バイオ3Dプリンタ用組織・内臓のデータの標準化技術の研究開発

今後、本プロジェクトを円滑に進めるため、実際の骨や軟骨などの足場構造や、ホンプロジェクトで作製する予定の足場構造の形状把握、さらには培養前後の足場形状の変化を把握するために工業用ナノフォーカスCTの導入を検討した。ナノフォーカスCTを用いて、多孔体である高野豆腐や、リコンビナントペプチド(RCP)スポンジのなど微細な開気孔の構造体の測定をおこなった。結果、100μm程度の気孔サイズの微細な構造の測定に成功した。しかし、測定データは数十GBとなり、3Dプリント用データへの変換においては多くの時間や設備が必要であることが確認できた。
得られたデータをもとに、3Dプリンタデータへと変換をおこない、既製の石膏粉末やインクジェットにて出力をおこない評価をおこなった。
今後プロジェクトを進めていく上でアカデミアからの要望にあった仕様の足場構造のデータを作成するために、3次元的にメッシュ構造を複雑にかつ軽量なデータで作成、編集が可能なソフトについての導入検討を行なった。
移植用の足場構造をより簡易に作製する方法を検討した。RCP構造体の成形方法として。RCP水溶液とシリコーンモールドを用いた転写技術の試作をおこなった。高濃度のRCP水溶液を用いて200μm程度の傘形状の突起形状の転写に成功した。
英文要約(a) Development of an organization, the internal organs for the bio3D printer

We accept about specifications to be required in scaffolds structure manufacture for the high efficiency regenerative medicine from academia and summarized it. In addition, we manufactured test pieces using medical DICOM data provided by academia. We performed that experiment using professional software (DICOM editing) and three-dimensional (3D) printer (ink-jet and plaster ). As a result, we confirmed a series of flows including the extraction, editing, conversion, and examined its problems.

(b) Research and development of the standardization of an organization, the internal organs for the bio3D printer

I examined introduction of the industrial nano focus computer tomography (CT), in order to push forward this project smoothly. By using CT, we are able to grasp the shape of manufactured scaffold structure. In addition we can grasp the transitions of the scaffold shape before and after regeneration. Using nano focus CT, We measured Freeze-dried bean curd and Recombinant peptide (RCP) sponge which have the open stomata structure. We succeeded in the measurement of the minute structure such as bones with a result, pore size of around 100 micrometer. However, the total amount of the measurement data became number 10GB, and its conversion for 3D print takes much time and equipment. Using these data, we converted it to 3D printer's data and we output it by commercial 3D printer (gypsum powder and ink-jet) and evaluated it.
We are examining the introduction of the software for editing mesh structure shaped like a scaffold. As manufacturing method for the RCP structure. We succeeded in the molding of the 3-D structure of around 200 micrometer.
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