3D生物打印平臺
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-09
3D生物打印平臺的實例教程
2021年11月30日，南極熊獲悉，再生醫學公司CTIBIOTECH開發了一個新的3D生物打印平臺，可以為結直腸癌患者直接提供更具有針對化的藥物。
據了解，該平臺是由普羅夫迪夫醫科大學和保加利亞的UMHAT-歐洲醫院合作開發的，能夠生產出具有成本效益和可重復的人類結腸癌疾病模型，也可用于化療篩選。
CTIBIOTECH公司總裁兼CSOColin McGuckin教授說："癌癥療法的進步需要新的人體模型來完成藥物測試，而我們的3D模型開創性地提供了準確的長期測試策略，用以幫助患者。“
△CTIBIOTECH的生物打印平臺開發出了具有成本效益的、強大的、可重復的結腸癌模型。圖片來自CTIBIOTECH。
CTIBIOTECH的生物打印技術
CTIBIOTECH公司的核心目標之一是通過開發3D生物打印人類癌癥模型來減少藥物開發的成本和時間，這些模型可用于為個別患者確定最有效的治療方法。在過去的七年里，該公司內部一直在開發3D生物打印技術，以擴大其用于皮膚研究的3D組織工程能力。
CTIBIOTECH之前與化學公司BASF的Care Creations部門合作，對人類皮膚腺體的3D組織模型進行研究，并在此基礎上開始開發一種能夠將皮脂腺（皮膚）微腺排列成皮膚病模型的3D生物打印機。
該公司過去還曾與瑞典3D生物打印機供應商CELLINK合作，研究癌癥患者的新療法。他們使用CELLINK公司的機器在實驗室中創建腫瘤組織模型，并樂觀地認為這可以減少臨床前藥物篩選中進40%的昂貴損耗率。
最近，作為NOVOPLASM項目聯盟的一部分，CTIBIOTECH成為世界上第一個3D生物打印完整免疫人類皮膚的公司。
展開 依靠FRESH3D打印技術（先進的生物制造平臺），與公司包括開發和臨床前項目的產品線，FluidForm正在解決人類健康方面的需求。這些項目包括生物假體植入式醫療設備，以及用于測試藥物功效和心臟毒性的新一代結構和復雜成分組織模型，還側重于組織和器官置換。
△FRESH? technology
南極熊獲悉，人體組織研究、修復和更換領域領導者FluidForm在2021年6月17日宣布，與強生醫療器械公司成員Ethicon, Inc. 簽署協議，使用FluidForm的FRESH技術發展3D生物打印。此次合作利用FRESH? 3D生物打印平臺實現傳統技術無法制造的特定組織。
△使用膠原蛋白打印的三葉瓣心臟瓣膜
FluidForm的首席執行官Mike Graffeo表示，Ethicon是外科領域的全球領導者，他們的3D打印中心在醫學應用方面處于行業領先地位。公司對FRESH技術產生的影響感到興奮，并很高興與Ethicon合作以實現更多目標。
△一種體外人體模型，可在臨床前發現過程的早期檢測復雜的心律失常，使藥物開發人員能夠確定最佳候選藥物以進行人體試驗并最終用于患者。
FRESH技術
為了構建人體組織，通常需要整合結構和功能：通過控制不同細胞類型、蛋白質和生長因子，以重建真實組織中復雜生理學。FRESH（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）通過修改生物打印環境，可高分辨率3D打印人體天然蛋白質和細胞。技術的關鍵創新是在將打印步驟在支撐浴內進行。
△使用凝膠化學打印細胞和ECM蛋白（離子、pH、酶）。
展開 該公司的平臺實際上是一個在培養皿中運作的免疫系統，能夠再現人類細胞間的相互作用和免疫反應，使其成為進行疾病治療研發的理想選擇。
在其他地方，再生醫學公司CTIBIOTECH最近開發了一個新的3D生物打印平臺，為結直腸癌患者提供個性化的藥物。該平臺是與普羅夫迪夫醫科大學和保加利亞的UMHAT-歐洲醫院合作開發的，能夠生產出具有成本效益和可重復的人類結腸癌疾病模型，也可用于化療篩選。
導讀：生物3D打印是一門集合了機械、材料、生物、醫學等多種學科的前沿技術，因此，這項技術也吸引了各大投資公司的關注。
南極熊獲悉，澳大利亞3D生物打印專家Inventia Life Science于2021年12月16日宣布完成B輪融資，共計籌集了3500萬澳元（約1.59億人民幣）。投資由Blackbird Ventures牽頭，并得到Skip Capital的長期支持，總融資額達到3200萬美元（約2.04億人民幣）。
△生物3D打印
Inventia Life Science打算利用這筆資金加速推出RASTRUM生物3D打印機，而銷售重點則放在美國市場。Inventia Life Science首席執行官Julio Ribeiro稱，新一輪融資將使Inventia擴大規模并推動對癌癥研究的新方法以及新藥的開發和驗證等。
△RASTRUM生物3D打印機
“數字生物打印”與 RASTRUM
Inventia Life Science總部位于悉尼郊區，專注于制造藥物和治療研究應用所需的逼真3D人體組織系統。該公司試圖將生物3D打印技術“數字化”，以不影響細胞活力的方式快速、高精度地沉積細小細胞和基質液滴的能力。Inventia Life Science使用的PEG生物墨水無需熱刺激即可在接觸時結合，通過“矩陣構建塊”的方式進行生物3D打印。
△數字化打印
以這種“數字生物打印”技術為基礎，Inventia成功開發出第一臺生物3D打印機：RASTRUM。
展開 不久前，美國明尼蘇達大學Michael McAlpine研究團隊在《先進材料》(Advanced Materials)期刊上發表了新的研究成果-3D打印仿生眼。研究團隊通過一種復合材料3D打印機以及導電的油墨材料，在玻璃半球的自由曲面上制造出圖像傳感陣列。
本期，3D科學谷就與谷友一起來了解明尼蘇達大學團隊在制造3D打印仿生眼時所使用的3D打印技術。
電子技術與生物學相融合
McAlpine研究團隊所從事的領域屬于將生物電子學領域，他們通過復合材料3D打印技術，在自由曲面和基底上制造打印納米級的電子油墨。通過3D打印技術，研究團隊能夠將有源電子設備與生物學相結合，制造自由幾何形狀的仿生器官，例如仿生眼、智能假肢。
明尼蘇達大學Michael McAlpine的團隊正在研究多種3D打印材料，用于制造生物電子裝置，左邊第一張圖即為前不久發布的3D打印仿生眼。圖片來源：明尼蘇達大學。
生物體的器官、組織是柔性的、三維的，并且對溫度敏感，而通常功能電子器件是平面的、剛性的，如果通過常用技術來制造仿生電子裝置，與生物學(人體)的器官、組織的特性并不相符。
3D科學谷了解到，明尼蘇達大學研究團隊解決以上問題的方式是使用3D打印技術，提供自由幾何形狀的制造。該方法解決了許多可能性：（1）使用3D打印實現個性化的多功能設備架構; （2）采用納米油墨作為引入各種材料功能的有利途徑; （3）3D打印一系列功能性墨水，以實現從生物到電子的各種材料的交織。
3D打印提供了一個多尺度平臺，可以結合功能納米級墨水，創建微尺度特征，并最終創建宏觀打印對象。
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《Advanced Materials》：基于微流體的多材料投影式光固化生物3D打印（2018）
該研究提出了一種基于投影式光固化技術的生物3D打印平臺，其可用于異構水凝膠結構的多材料制造。通過將載細胞GelMA引入微流控裝置并制造細胞化結構，驗證了該系統的生物相容性。隨后通過混合PEGDA和三種不同濃度的GelMA并負載血管內皮生長因子，進一步評估其在大鼠模型中的新生血管潛力。
導讀：尼龍是一種聚酰胺（PA）合成聚合物，在增材制造中，它可以以長絲的形式（PA6）用于FDM 3D打印技術，也可以以粉末形式（PA11和PA12）用于SLS選擇性激光燒結或惠普的MultiJet Fusion等技術。
與PLA或者光敏樹脂等材料相比，尼龍打印件具有較強的韌性和強度，在3D打印行業中是一種使用率很高的材料，但它也存在一些爭議。比如聚酰胺的成分、材料的可回收性和可重復使用的程度
南極熊導讀：互聯網制造服務平臺，通過對接制造工廠與需求客戶，把定制零件的服務搬到互聯網上，在國外已經運營得風生水起。但中國有強大的 淘 寶 ，大量需要定制零件的用戶會去尋找供應商，這種環境下，一個獨立的第三方制造服務互聯網平臺能成嗎？
2022年5月6日，南極熊獲悉，互聯網制造服務平臺Fictiv獲1億美元E輪融資，加強制造工廠與需求客戶的橋梁作用。該服務一方面簡化了產品公司工程師的訂購和采購流程
海洋，占據了地球面積的70%以上，這其中蘊藏著豐富的生物資源，同時也充滿了許多未解之謎。在關于深海的諸多奇聞怪談中，有一種奇特水生生物至今都引發著人們的遐想和熱議，那便是西方傳說中的美人魚，古希臘傳說中的海妖，中國古代典籍中記載的鮫人。
導讀：近日，中關村豐臺園3D打印數字維創中心承辦的“第四屆增材制造創新應用大賽”圓滿落下帷幕，由華人創辦的3D打印科技公司Mech Solutions Ltd及其研究項目“新一代云端3D打印平臺(Cloud 3D Print)”獲得二等獎。
借此契機，我們將揭開“Cloud 3D Print”項目的面紗。
在歐美、日韓等主要的消費級3D打印機市場，普通個人消費者大多購買和使用
導讀：尼龍是一種聚酰胺（PA）合成聚合物，在增材制造中，它可以以長絲的形式（PA6）用于FDM 3D打印技術，也可以以粉末形式（PA11和PA12）用于SLS選擇性激光燒結或惠普的MultiJet Fusion等技術。
與PLA或者光敏樹脂等材料相比，尼龍打印件具有較強的韌性和強度，在3D打印行業中是一種使用率很高的材料，但它也存在一些爭議。比如聚酰胺的成分、材料的可回收性和可重復使用的程度
導讀：根據世界衛生組織的數據，全世界每年有超過200萬婦女被診斷出患有乳腺癌。它是世界上最流行的女性癌癥，每年會造成近70萬人死亡。
大約40%被診斷出患有這種疾病的人最終不得不接受乳房切除手術，這種手術包括部分或全部切除受影響的乳房組織。然而，通過現代的治療方法，存活率超過90%，這意味著越來越多的婦女正在尋求乳房重建治療，以取代失去的組織。
△生物打印的乳房植入物含有患者細胞
來源：EngineeringForLife
用于3D打印的生物墨水通常是具有適當的流變性特性的，這也是3D打印材料選擇的最重要因素。此外，墨水還需要滿足高形狀保真度和理想微環境的要求。來自清華大學的張婷副研究員和熊卓副教授團隊合作，開發了一種載細胞的微凝膠雙相生物墨水（MB），在組織工程和軟機器人等生物醫學領域有著巨大的應用前景。
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牙釉質是一種高度鈣化的硬組織，具有緊密有序的羥基磷灰石（HAp）納米晶體排列結構，以滿足其所需的力學強度和韌性等性能。目前可通過生物礦化、無機模板合成等方法仿生天然牙釉質的獨特結構。然而，上述方法只能在納米尺度、微米尺度或以粗糙的宏觀形狀實現單個水平面HAp的有序排列。且天然牙釉質不僅有平行排列的外層結構，還有一定偏轉角度的內層結構
