2019年3D打印回顧之:生物3D打印
生物打印機和生物墨水
11月初,哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所的研究人員創建了一種快速的多材料3D打印機。得益于獨特的3D打印打印頭設計,用戶可以每秒最多50次在多種不同材料之間無縫切換。稱為多材料多噴嘴3D(MM3D)打印的3D打印技術可以徹底改變打印復雜結構的過程,這只是Wyss進行3D生物打印的眾多進步之一。
在歐洲方面,regenHu前首席執行官兼創始人馬克·瑟納(Mark Thurner)在創立自己的第二家公司mimiX Biotherapeutics后,開始了新的旅程,該公司可以在手術室中使用聲音進行生物打印。稱為聲音誘導形態發生(SIM)的全新生物處理技術將于今年夏天在商業上推出,并已通過科學證據證明了其提供了克服當今障礙的組織工程策略,例如,創建適合的密集細胞網絡微血管化。新的生物印刷機于2019年投入商業使用,包括CELLINK的復雜結構生物印刷平臺Bio X6以及Lumen X,這是一家由經驗豐富的公司與Volumetric共同合作開發的數字光處理生物印刷機,旨在增強在歐洲的發明創造更多實質性的血管結構。瑞典另一家名為Fluicell的生物技術公司發布了一種稱為Biopixlar的2D和3D高分辨率生物打印技術,該技術能夠創建復雜的組織狀結構,可以通過游戲板控制單個細胞的位置,這一新穎的功能使用戶能夠像控制電子游戲一樣,控制系統。

CELLINK BIO X 6(圖片來源:CELLINK)
今年Bioink的發展非常豐富。像Allevi這樣的公司生產出了針對肝臟的生物墨水,Biogelx推出了其首個用于多種3D打印應用的合成生物墨水產品系列,Tessenderlo Group在其Claro系列組織工程產品中發布了他們的首個明膠生物墨水。就學術研究人員而言,他們并沒有落后,德克薩斯農工大學的一組研究人員已經開發了一種3D可打印水凝膠生物墨水,其中包含可以提供蛋白質治療劑來控制細胞行為的礦物納米粒子,而Rensselaer Polytechnic Institute和Yale的研究人員大學將人類活的皮膚細胞轉變為生物墨水,以打印人造皮膚,然后生長出自己的血管系統。在未來的幾年中,一旦這些驚人的進展進入臨床前和臨床階段,我們將在生物印刷領域看到更大的革命。
心臟組織工程(圖片來源:特拉維夫大學)
特拉維夫大學的故事講述了研究人員在3D生物打印方面取得的重大進展,它引入了一種工程化完全個性化的心臟補丁以修復心臟缺陷的新概念,成為當年的炒作,尤其是在世界各地的許多新聞媒體開始使用3D這個詞之后印刷和人類心臟在同一標題中。許多人認為,可以代替器官移植的功能強大的心臟搏動即將來臨。盡管研究人員實際上打印了具有自然結構的細胞化心臟樣結構,以證明這種器官置換方法的潛力,但他們的工作重點是一種新穎的3D打印技術,該技術利用患者的干細胞和細胞外基質(ECM)創建一種個性化的水凝膠作為生物墨水,以3D打印厚,有血管和可灌注的心臟斑塊,這些斑塊與患者的免疫,細胞,生化和解剖學特征完全匹配,從而再生先前有缺陷或梗塞的心臟部位。
我們一些經驗最豐富的受訪者認為,從長遠來看,生物打印的器官可能不會在解剖學上看起來像我們的器官,但重要的是它們具有人類必需的生活功能。
澳大利亞日益增長的生物打印景觀
今年,我們在生物印刷方面的許多故事都圍繞著澳大利亞的生物技術展開,新實驗室和合作研究成果。該國經驗豐富的專業人士采用的科學研究方法始終如一地注重團隊合作和協作,這使我們相信他們也許正在有所作為。為了在不同大學之間招募研究人員而進行的不懈努力,以及今年他們聚集在一起并參與生物技術以推動該領域發展的無數機會。隨著越來越多的學生對生物制造的工程,設計,醫學和生化方面產生興趣,跨各大學的綜合研究實驗室正在蓬勃發展。臥龍崗大學教授,生物印刷領域的領先專家Gordon Wallace和位于墨爾本的3D醫學印刷實驗室主任,血管外科醫師Jason Chuen一直在積極領導和參加全國各地的會議和研討會。隨著諸如3D Alek的突破性發展,生物打印機為小口癥患者復制人的耳朵,并在實驗室創建自己的生物墨水,研究人員了解到他們工作的成功來自于在同行之間分享知識和創造力。
中國3D打印網點評:總體而言,2019年是創紀錄的一年。展望2020年,我們可以預期生物打印研究和開發以及科學家之間的協作生態系統將繼續激增。我們還應該期望頂級研究機構和領先公司繼續調動新技術,以利用3D生物打印的力量,并繼續研究再生醫學組織的功能。最后,重要的是要仔細分析新興方法的日益普及,這些方法可能會激發該領域的新興趨勢。
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