【講演主旨】

　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、細胞を含む溶液をインクとして用い、デジタルデータの設計図にもとづいてプリンターにより3次元の構造物を造形していく。
 
　この技術は、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。一方で、細胞を扱うことから、一般的な3Dプリンティングと比較すると、適用可能な条件は大きく制限される。
 
　本セミナーでは、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食品分野への応用も含めた独自の3Dバイオプリンティング技術に関して解説を行う。

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【プログラム】

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
　　a) 再生医療・組織工学の概要
　　b) 従来の3次元バイオ構造体作製技術との比較と優位性
　　c) 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
　　a) 微小押し出し方式
　　b) インクジェット方式
　　c) 光造形方式
　　d) 細胞のみから造形する方式
　　e) その他の方式
　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
　　a) バイオインクの構成材料
　　b) バイオインクに求められる性能・機能
　　c) 再生医療・組織工学に利用されるヒドロゲル
　　d) 金属架橋方式のバイオインク
　　e) 光架橋方式のバイオインク
　　f) 酵素架橋方式のバイオインク
　　g) 温度架橋方式のバイオインク
　4) 機械学習、AIを使った評価、最適化について

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
　　a) ヒドロゲルを用いた再生医療・組織工学
　　b) 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
　　c) 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
　　d) 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
　　a) シルクナノファイバーの適用
　　b) シルクフィブロインの適用
　　c) ヒアルロン酸・アルギン酸・キトサン・ゼラチンの適用
　3) 食品分野への適用
　　a) フードプリンティング
　　b) フードバイオプリンティング
【質疑応答】

【キーワード】

バイオプリンティング、フードプリンティング、バイオプリンタ、3Dバイオプリント

【講演のポイント】

バイオインク・ヒドロゲルの材料設計から3Dバイオプリンティングシステムの構築、機械学習・AIを用いた評価・最適化、さらに再生医療から食品分野への応用まで、講演者自身の研究事例をもとに一貫して解説できる点。

【習得できる知識】

・バイオプリンティングの基礎知識、バイオインク設計の基礎知識
・動物細胞を扱った製品製造プロセス開発の進め方
等