Aether科學(xué)總監(jiān)談未來生物3D打印技術(shù)發(fā)展方向
近日，生物3D打印公司Aether任命Karen Dubbin為科學(xué)總監(jiān)。據(jù)悉，來自麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的Dubbin對再生醫(yī)學(xué)生物材料感興趣。
據(jù)了解，其曾在哈佛大學(xué)/麻省理工學(xué)院HST計劃的Ali Khademhosseini實驗室工作，使用熱響應(yīng)模具開發(fā)用于模擬高通量藥物測試的小組織。在斯坦福大學(xué)Sarah Heilshorn實驗室工作的時候，其在細(xì)胞移植和生物打印應(yīng)用方面開展了可注射水凝膠的研究。
作為Aether的科學(xué)總監(jiān)，Dubbin目前正在開發(fā)一系列生物油墨，該公司預(yù)計將于2017年年底公布。
Aether的科學(xué)總監(jiān)Karen Dubbin談未來3D打印發(fā)展
熱塑性塑料、熱固性材料和金屬在過去10年中迅速增長，使大型公司、學(xué)術(shù)實驗室和個人更容易獲得3D打印超。桌面打印機(jī)的發(fā)展和硬件和耗材的成本降低導(dǎo)致了技術(shù)的可訪問性的增加。
許多K-12學(xué)生現(xiàn)在可以在學(xué)校或本地圖書館使用 3D打印機(jī) ，這對于那些在十年前上學(xué)的人來說似乎是不可思議的。隨著技術(shù)可及性的增加，創(chuàng)新的障礙降低。我們聽到學(xué)生打印自己設(shè)計的產(chǎn)品，如制造假肢和用于貨物交付的無人機(jī)，并且每天都會開發(fā)新的應(yīng)用程序。
在接下來的五年中，3D打印在這些領(lǐng)域的可用性的增加對于創(chuàng)新的激增至關(guān)重要，有可能改變從食品到醫(yī)藥的主要行業(yè)。
3D打印應(yīng)用于醫(yī)學(xué)
想象一下，生活在一個科學(xué)家可以為您的傷害或疾病專門設(shè)計替代組織的世界。
雖然目前醫(yī)生依賴器官移植和自體移植等策略來代替損傷的組織，但研究人員多年一直對使用3D打印技術(shù) 開發(fā)工程組織進(jìn)行植入或藥物測試有興趣。
組織和器官由不同細(xì)胞類型的復(fù)雜布置以及如脈管系統(tǒng)等復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)組成。與其他制造技術(shù)相比，3D打印是一種有希望的技術(shù)，可以潛在地用于模擬生物學(xué)，因為它可以產(chǎn)生部分復(fù)雜性和重現(xiàn)性。
這些功能有可能通過利用開發(fā)用于聚合物、金屬或陶瓷的3D打印技術(shù)來改變組織工程，以精確地模擬細(xì)胞發(fā)展復(fù)雜的組織和器官。這可以通過將活細(xì)胞封閉在用于打印的生物材料支架內(nèi)，或者打印可嵌入細(xì)胞以產(chǎn)生“活的”材料的支架。
生物3D打印面臨的挑戰(zhàn)
將這種技術(shù)從無機(jī)材料打印成活細(xì)胞的成功轉(zhuǎn)化將需要解決許多挑戰(zhàn)，包括長時間維持細(xì)胞活力。
在這個時候，我們無法預(yù)測是否或何時克服這些挑戰(zhàn)，但如果我們這樣做，對人類健康的好處可能是前所未有的。目前，美國每天有22人都在等待器官移植。
具有生產(chǎn)替代器官移植的能力，這個數(shù)字可以大大降低，并大大提高患者的結(jié)局和生活質(zhì)量。此外，生物打印準(zhǔn)備改變藥物開發(fā)市場，使用3D打印組織進(jìn)行藥物測試和臨床前試驗。
使用這些人造組織可以減少用于藥物開發(fā)的時間和金錢，這可能導(dǎo)致更快的開發(fā)和降低藥物成本。
生物油墨開發(fā)
為了提高生物打印的可及性和性能，電池兼容打印材料的開發(fā)在未來5年將變得越來越重要。
水凝膠是通常用于組織工程應(yīng)用的生物材料，因為它們與身體中的天然細(xì)胞環(huán)境相似。因此，水凝膠是用于基于細(xì)胞的3D打印的有希望的生物油墨。
聚合物、陶瓷和金屬的打印通常由于熔融溫度高而需要大的溫度變化。由于細(xì)胞不能經(jīng)歷如此大的溫度變化，必須采用不同的固化策略來進(jìn)行。
通常，通過用注射器擠出具有細(xì)胞的油墨并通過有限的光/離子交聯(lián)熱凝膠或其某些組合固化打印構(gòu)造物來進(jìn)行生物打印。
不僅如此，其還研究了噴墨、微型閥和激光引發(fā)的打印，每種都需要開發(fā)獨(dú)特的材料。在每種情況下，填充墨水在打印過程中保護(hù)細(xì)胞的能力對于維持活力和防止膜損傷至關(guān)重要。
通過改善細(xì)胞活力和功能，我們開發(fā)功能性組織和器官來拯救生命，改善藥物開發(fā)和其他未被開發(fā)的工程組織用途。
改善生物打印輔助功能
距離現(xiàn)在不到10年的時間里，第一個商業(yè)生物打印機(jī)的成本是數(shù)十萬美元，這對許多有興趣用于醫(yī)學(xué)3D打印的研究人員來說是高不可攀的。
與臺式 FDM 或 SLA / DLP 3D打印機(jī)類似，桌面生物打印機(jī)最近以較低的價格開發(fā)，增加了學(xué)術(shù)界和行業(yè)研究人員的可訪問性。
Aether旨在通過以非常低的成本提供先進(jìn)的生物3D打印技術(shù)，使生物打印領(lǐng)域更加易于使用。Aether 1打印機(jī)包含一系列制造可能性，例如擠出和微型注射技術(shù)，以便在3D打印組織結(jié)構(gòu)的材料選擇方面具有更大的靈活性。
此外，Aether 1擁有比類似價格的生物打印機(jī)更多的打印頭，允許通過打印增加復(fù)雜性。
這通過允許用戶以不可能的方式將大部分不同的打印技術(shù)整合在一起，從而增加了創(chuàng)新潛力。
隨著Aether進(jìn)入生物油墨市場，我們的目標(biāo)是以低成本提供電池兼容的材料，使研究人員能夠使用3D打印在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行創(chuàng)新。我們希望通過與行業(yè)和學(xué)術(shù)合作伙伴的合作，降低生物打印的進(jìn)入壁壘，有助于為從組織工程到藥物開發(fā)等領(lǐng)域的未來發(fā)展鋪平道路，從而徹底改變?nèi)祟惤】怠?
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