医疗和牙科

超快速立体3D打印机加速医学研究

Readily3D近日,体积3D生物打印机制造商ENLIGHT宣布参与欧洲ENLIGHT项目。

Readily3D将与该地区的几家研究机构和公司一起,在3D打印人类胰腺活体模型方面发挥作用,以改善糖尿病药物的测试。具体来说,该公司将签约成为该项目的官方生物打印机制造商,采用其专有的非接触式断层成像照明技术,以满足胰腺组织结构的特殊需求。

光线工程已经获得了地平线2020创新基金(Horizon 2020 Innovation Fund)为期4年总计360万欧元的资助,目标是在三年内制造出第一套工作的胰腺模型。模型本身将在联电乌得勒支EPFL早在2019年,该公司就率先将体积打印应用于生物制造。苏黎世联邦理工学院那不勒斯大学将提供完成该项目所需的专门干细胞。

Readily3D首席执行官Damien Loterie表示:“我们很高兴能成为光线工程的一部分,并与我们的合作伙伴一起推动生物制造的前沿。”

由Readily3D打印的人类绒毛3D生物打印。通过Readily3D照片。
由Readily3D打印的人类绒毛3D生物打印。通过Readily3D照片。

为高速生物打印铺平了道路

为了实现三年的目标,光线研究的研究人员有两个障碍要跨越。首先是生物打印机本身的开发,它将基于Readily3D现有的Tomolite 3D打印机。如果一切按计划进行,最终产品将能够以“闪电般的速度”3D生物打印活体人体细胞结构。

传统的3D打印机可能需要数小时才能一层雷电竞app下载一层地制造出厘米级的结构,而Readily3D的体积打印技术将能够在30秒内实现这一目标。据悉,随着打印次数的增加,活细胞的存活率急剧下降,因此,打印机的速度尤为重要。

Readily3D的首席技术官Paul Delrot解释说:“由于其快速的构建速度、低光剂量和无菌的构建环境,我们的层析生物打印机将打开以前无法在生物制造领域应用的领域。”

一旦生物打印机能够3D打印活体胰腺模型,第二个障碍将是在结构中添加信号分子,这将决定细胞在外部刺激下的行为。这将在人体器官水平上重现这些细胞的功能,使研究人员能够使用这些结构作为糖尿病研究的测试胰腺,而无需诉诸于动物试验。

UMC乌得勒支大学的生物制造研究员、ENLIGHT的协调人Riccardo Levato教授补充说:“利用病人的细胞,从业者可以重建患病组织。随后,可以进行实验室测试,以确定哪种候选药物具有最大的效果。这为患者省去了长时间的搜索和不愉快的副作用,节省了治疗成本,并为每个患者带来了最佳的治疗。”

Readily3D的Tomolite 3D生物打印机。通过Readily3D照片。
Readily3D的Tomolite 3D生物打印机。通过Readily3D照片。

为什么关注糖尿病药物研究?

根据研究人员的说法,将重点放在糖尿病和3D打印胰腺组织上是一个非常慎重的选择。除了哮喘,糖尿病是儿童最常见的慢性疾病,这为该项目引入了一定程度的社会相关性。此外,尽管医学不断进步,但新的糖尿病治疗方法(除了胰岛素治疗)的开发仍然是一个滞后的领域,这就要求药物研发的紧迫性。

Levato在提到该过程如何可能扩大到癌症等其他疾病时补充道:“胰腺是我们的‘原则证明’。”一旦我们成功制作出胰腺的活体模型,并用它来测试糖尿病药物,这将证明新的生物打印技术的有效性。然后我们可以更广泛地使用这些技术。原则上,你可以用它制作各种组织的活体模型。”

由Readily3D打印的染色血管阻塞3D生物打印。通过Readily3D照片。
由Readily3D打印的染色血管阻塞3D生物打印。通过Readily3D照片。

有了类似的目标,研究人员斯图加特大学罗伯特•博世医院最近宣布了一部小说的进展3D打印组织平台可以取代动物实验在临床试验中。在Baden-Württemberg德国政府380万欧元的支持下,科学家们正试图制造一个体外组织模型,用于测试抗癌药物的疗效。

在其他地方,科学家们清华大学以前3D生物打印的类似大脑的组织结构能从老鼠身上培养神经细胞。经过几周的体外培养,该团队能够培养出完整的复杂神经网络,能够对外界刺激做出反应,为新型药物研究铺平了道路。

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精选图像显示的是由Readily3D打印的人类绒毛3D生物打印。通过Readily3D照片。