クイーンズ大学ベルファスト（北アイルランド）のDimitrios Lamprou教授は、「私たちは、薬物を注入した3Dバイオプリント創傷治癒足場を用いて、DFU患者の痛みと時間を軽減する治療を実現したいと考えています」と述べています。
3Dバイオプリンティング創傷治癒パッチが、糖尿病性足潰瘍（DFU）の患者に抗生物質を投与し、より良い治療効果をもたらす理由
家族の糖尿病性足潰瘍の経験から、Lamprou教授の3Dバイオプリントによる創傷治癒パッチが生まれた
BIO Xは、糖尿病性足潰瘍（DFU）の治癒を促進するために3Dパッチをバイオプリントし、抗生物質を創傷部に直接持続的に放出することを可能にします。ベルファストの進取の気性に富むLamprou研究室にとって、この躍進は学術的なものである以上に、個人的なものであったと言えるかもしれません。
クイーンズ大学薬学部でバイオファブリケーションと先端製造学科を担当するDimitrios Lamprou教授は、このプロジェクトに参加することが運命づけられていたように思われます。彼は、3Dプリンタやバイオプリンタなど、新しい技術には常に早い段階から取り組んでおり、過去4年間、彼の研究室では3Dプリンタで作られた抗生物質の足場材をいくつも手掛けてきました。しかし、家族がDFUの治療を受けるのを見て、彼の次のプロジェクトがDFUの傷の治療を改善することにフォーカスするのは必然でした。
3Dバイオプリントパッチにより、糖尿病性足潰瘍患者の創傷治癒を妨げる細菌感染症を防ぐ
糖尿病患者の3分の1以上が生涯に渡ってDFUを発症し、その約半数が黄色ブドウ球菌、緑膿菌、大腸菌などの一般的な病原菌に傷口を通して感染しています。これらの感染症は、糖尿病患者さんの創傷治癒を悪化させ、下肢の切断につながる可能性もあります。「私は、DFUの治療に痛みと時間を感じさせないようにしたかったのです」と教授は語っています。
生分解性創傷治癒パッチの作製に、押出成形による3DバイオプリンティングとBIO Xが選ばれた理由
研究チームは、インクジェット方式とレーザー方式のバイオファブリケーションを試した結果、DFUの治療という観点からは、押出成形による3Dバイオプリンティングが最も有望な技術であると結論づけました。理由は、1回のプリントでさまざまなバイオマテリアルを使用できる柔軟性。Lamprou教授によると、「複雑でない」押出式のバイオ3Dプリンタ『BIO X』は、個々のプリントヘッドでパラメータを設定する際にも、ゲームチェンジャーとなるそうです。さらに、「BIO Xはとても使いやすいので、foolproof （人がミスをしようとしてもできないようにする工夫）と言えるかもしれません」とも述べています。
FDAが承認したポリカプロラクトンポリマーが、創傷治癒パッチに理想的な生分解性バイオマテリアルであることを証明
Drug Delivery and Translational Research 誌に掲載された論文では、生分解性ポリマーである ポリカプロラクトン （PCL、他の医療機器に使用するために FDA認可取得済み）とフルオロキノロン系の広域抗生物質レボフロキサシンを混合し『BIO X』でバイオプリントし、創傷治癒用足場を作製した経緯が詳細に報告されています。「この熱可塑性ハイドロゲルは、生体適合性が高く、分解速度が遅く、自由に動くことができる柔軟性などの機械的特性が優れているため、創傷治療に最適です」とLamprou 教授は説明します。
Lamprou研究室の抗生物質送達パッチは、いくつかの懸念を患者レベルで解決してくれます。例えば、抗生物質の経口投与では高用量が必要で毒性を誘発する可能性があり、静脈内投与では侵襲的で入院が必要になることさえあります。もちろん、抗生物質の過剰使用によって引き起こされる耐性菌の繁殖を抑えることもできます。しかし、PCLはゆっくりと分解されるため、創傷部位に抗生物質を持続的かつ局所的に投与することができ、皮膚が自己修復する際に強固な支持構造を提供することが可能です。
CELLINKのサポートチームが、ベルファスト研究所を窮地から救った
Lamprou教授は、CELLINKのサポートチームが非常に貴重であったことを付け加えています。「特にポリマーの選択、分子量の調整、パラメーターの設定などに関して、私たちの質問に答え、実用的な提案をしてくれました。特にポリマーの選択、分子量の調整、パラメーターの設定などでは、多くの時間を節約することができました」と、教授は認めています。「正直なところ、このサービスのレベルは他に類を見ません。BIO Xをメンテナンスに出さなければならなくなったとき、CELLINKが現地の営業所のデモ機を貸してくれて、実験が滞るのを防いでくれたこともありましたね。このような企業はあまりありません。」
Lamprou研究室の生物医学ブレークスルーにご期待ください
「バイオプリンティングした薬剤含有足場は、改良を加えれば、骨癌、黒色腫、火傷にも使える可能性があります」とLamprou 教授は述べています。「今のところ、私たちは足場と抗生物質に関する結果のみを発表しています。関連する特許を取得した後は、組織の再生をサポートするために、バイオプリンティングにさらに生物製剤を組み込むことに関する、よりエキサイティングな発見を発表する予定です。」