生物3D打印的案例
蘇州納米所在生物3D打印用于脊髓損傷修復研究方面獲重要進展
近年來生物3D打印技術的快速發展為脊髓損傷修復提供了新的策略。將生物材料、細胞以及生物活性因子等組成的生物墨水進行活細胞打印，通過精確調控生物墨水中各組分比例以及打印條件，可以更好地模擬組織或器官的力學性能、生理結構和生物功能，從而實現組織/器官的快速精準制造與損傷修復。由于神經干細胞（NSCs）的敏感性和脆弱性，基于NSCs的生物3D打印存在著可選擇的生物墨水種類少，生物打印過程繁瑣，打印后細胞存活率低，細胞-支架相互作用弱等問題，從而極大限制了其在SCI治療中的應用。
針對上述挑戰，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張智軍研究團隊最近利用生物3D打印技術構建了一種具有脊髓仿生結構的神經支架，為NSCs的存活以及向神經元分化提供良好的微環境，應用于SD大鼠的脊髓損傷治療（圖1）。在該治療策略中，研究人員首先創新性設計、制備了由羥丁基殼聚糖（HBC）、巰基透明質酸（HA-SH）、二乙烯砜基透明質酸（HA-VS）以及基質膠（MA）組成的具有良好可打印性以及生物相容性的生物墨水HBC/HA/MA。利用HBC優異的溫度響應性以及HA-SH與HA-VS間邁克爾加成反應的自發二次交聯，“一步法”實現了負載NSCs的神經支架生物3D打印。打印過程流暢，打印線條固化速度快（37 ℃ 20 s內成膠），成型后的支架結構穩定，打印后支架內NSCs的存活率可高達95%。隨后通過對生物信號（MA）、力學性能、孔徑大小等多因素的優化，有效增強了細胞-細胞以及細胞-支架之間的相互作用，從而顯著促進了NSCs向神經元分化。
展開 生物3D打印細胞培養平臺推向美國市場，Inventia Life Science獲3500萬澳元B輪融資
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 3D生物打印模擬血管組織
2015年，世界首款具有全球保護發明專利的3D生物血管打印機問世。同年，藍光英諾還構建了首個具有全球獨立自主知識產權的干細胞3D生物打印技術體系，創造了“維持干細胞干性，保持干細胞原生態”的“DEVELOR“技術——在體外對干細胞不做任何基因修飾的情況下將干細胞放入到機體內，利用機體自身的組織損傷修復信號對干細胞進行定向誘導、實現機體再生。2016年，藍光英諾將此項技術在心血管疾病治療領域進行了驗證，實現了3D生物打印血管的臨床前應用。
康裕建講解“DEVELOR“技術
以干細胞治療為基礎、結合3D打印的再生醫學工程轉化技術這一世界級新興領域需要不斷引入青年人才和創新思想。基于此，藍光英諾作為牽頭單位，與成都高新區管委會、四川大學華西醫院合作，建立了四川省生物增材制造產業技術研究院(簡稱“產研院”)，在四川省打造的生物醫藥產業生態圈資源下，產研院將致力于實現3D生物打印人才、技術、資本的聚集效應，構建成都高新區3D生物打印技術領先、人才領先的新局面。
展開 生物3D打印巨頭CELLINK成功收購顯微鏡公司Discover Echo
導讀：瑞典的生物3D打印公司CELLINK最近很是活躍。2021年3月，以4.4億元收購MatTek，開發體外藥物測試模型。同月，推出生物3D打印機BIO MDX系列。5月，宣布收購雙光子聚合（2PP）3D打印機制造商Nanoscribe。6月，又獲得了兩項專利，在自動化醫美和生物3D打印方向進一步探索。
△生物打印
南極熊獲悉，CELLINK于2021年6月30日宣布，已經完成對Discover Echo Inc.的收購，并完成了對所有Discover Echo股票的收購。這家公司專注于開發、制造和銷售混合顯微鏡，可輕松在正置和倒置配置之間轉換，能夠將多種儀器的功能合二為一。在同一天，CELLINK還宣布公司股份和投票數量總共增加了486,699股。
收購Discover Echo
Discover Echo由Eugene Cho于2013年創立，是一家快速發展的顯微鏡和成像公司。總部位于加利福尼亞州圣地亞哥，并在英國設有一家歐洲子公司。Discover Echo擁有大約50名員工，主要市場是北美，但也在歐洲和亞洲有著強大的影響力。通過用超高分辨率觸摸屏顯示器取代傳統目鏡并提供獨特的軟件來改進獲取、共享和分析圖像，這家公司顯著提高了顯微鏡的可用性。
△BIO MDX+
此次收購符合CELLINK商業、生物融合戰略，通過在全球學術界和工業實驗室中使用的尖端和顛覆性技術來擴充產品組合。Discover Echo將繼續作為一家獨立公司，成為CELLINK生物科學業務領域的一部分。本次收購以無現金和無債務的方式收購所有流通股，并假設收盤時的營運資金等于標準化營運資金，收購價格為1.1億美元（約7.11億人民幣）。
展開 
哥本哈根大學開發新的生物3D打印方法監測復雜的組織結構
現在可以在線監測細胞的氧代謝和微環境，并在完整的3D打印生命結構中進行非侵入性監測，在較大的組織或骨骼樣結構中培養干細胞的關鍵挑戰是確保為細胞提供足夠的氧氣。現在可以在可視化3D生物打印結構中的氧氣條件，例如快速實現在不同設計的構建體中測試和優化干細胞生長。
使用含有氧敏感納米顆粒的功能化生物聚合物進行3D生物打印
使用功能化生物鏈接的3D生物打印是一種新的強大技術，可以應用于生物醫學以外的許多其他研究領域。例如，將這些先進的材料科學和傳感器技術與微生物學和生物光子學方面的研究結合起來非常鼓舞人心。目前正在使用3D生物打印來研究微生物相互作用和光生物學。
（來源：3D虎）
展開 弗萊堡大學Prasad Shastri實驗室《Adv.Sci》綜述：連接3D生物打印和臨床轉化的生物橋梁
自3D 生物打印首次被報道后，該領域得到迅速發展。相較于傳統的組織工程，3D生物打印具有能夠制造特定結構的優勢，是有望能轉化進入臨床應用的生物制造方法。然而截至目前很少有真正進入臨床試驗的研究，究其原因在于研究3D生物打印的科學家和臨床醫生所關注的點不同，導致無法實現標準統一。如何跨越這道鴻溝，步入臨床應用的通途是3D生物打印領域接下來面臨的挑戰。作為生物打印的主體，生物墨水的角色尤其重要。3D生物打印的臨床轉化與新一代的生物墨水的開發密不可分。對此，弗萊堡大學高分子研究所的Shastrilab對目前3D生物打印技術（擠壓成型式）進行了總結并提出生物墨水開發的五個階段（TRL1-5），生物墨水需要具備的特性和標準化的工具，以期對未來研究3D生物打印的研究者提供一些參考（圖1）。
圖1 生物墨水開發的五個階段以及各階段涉及到的標準化工具
此前有學者將生物墨水定義為“能夠適用于自動化制造和成型的包含細胞的配方，可包含生物活性成分和生物材料”。這一定義強調了細胞在生物墨水中的重要性。然而在真實的打印中，生物材料本身的作用不可忽視。在構建復雜結構的例子中，細胞的打印幾乎離不開生物材料的支撐。生物材料不僅扮演了傳遞細胞的作用，其本身對細胞和其他生物活性物質的影響更是不容小覷。早在本世紀初年就有學者提出生物材料的指引作用，其給內含細胞提供了機械力、物理、化學和生物信號。因此本文將生物墨水中的介質（生物材料）比喻為空白的畫布，通過后期的控制和改性具有特定的生物學功能和理化特性，比如引入特殊的基團控制其交聯機制，調控內部原有基團的比例而操控硬度，或者接枝生物小分子使其具備特定的生物功能。
展開 投影式光固化生物3D打印應用：血管與血管化
投影式光固化生物3D打印技術通過光化學反應實現打印材料的逐層光固化，從而構建出三維結構。
觀點：器官3D打印將成為生物治療的新突破點，干細胞從2D升級為3D
△3D打印心臟示意圖
近年來，生物治療日益受到國內外學者關注，尤其是干細胞技術在生物治療領域有很大的突破。干細胞不管是在免疫治療方面，還是臨床治療方面都帶來了可喜的成績，而3D技術的成熟，拉開了干細胞二維向三維升級的帷幕，有望帶動生物創新大革命，帶給人類醫療技術的全新升級。那么，3D技術會為未來生物治療發展帶來怎樣的影響呢？就這些問題，希瑞生命集團高級顧問，虛擬現實3D技術資深專家任昊博士接受了采訪。
3D技術推動干細胞技術升級
比如如何誘導干細胞像醫生們期望的那樣生長成不同的組織，如何讓這些打印出的器官和人體原有器官無縫銜接，不排斥，功能良好；如何解決打印器官的“保質”問題……總之，這已不僅僅是3D打印方面的專家能獨立操作解決的問題，需要和醫學專家、生物學專家、計算機專家，甚至設計和數學方面的專家一起合作才有可能實現突破性進展。
但是，一旦此項技術落成，將給生物學界帶來難以想象的影響。器官打印一旦成熟，或許會徹底改變人類生活。比如人體器官衰竭無須配型找供體，而是直接應用3D干細胞技術打印人體肝臟植入患者體內。
任博解釋說，3D打印器官具體可以用可降解材料先打印出肝臟支架，在支架上附著干細胞，干細胞沿著器官模型迅速生長，有的生長成肌肉，有的生長成表面的組織，最后還要實現血管和神經等系統的再造，最后支架降解，打印出來的肝臟就能發揮肝臟應有的作用。
不僅如此， 3D打印組織模型有助于醫生“精準手術”。運用3D技術以1:1的比例打印患者病變器官模型，能讓醫生在術前熟悉患者器官的具體情況。
△3D打印器官模型，希瑞干細胞集團供圖
以往對手術技術細節，醫生只能夠根據經驗判斷，而現在醫生們有了新的選擇，能用生物3D打印技術制作器官模型，在模型上先進行了一次“模擬手術”。
展開 強生3D生物打印解決方案
而3D Systems也在大膽嘗試，努力實現3D打印肺器官。隨著航天技術的發展，在太空打印人體器官似乎也引起了科學家的興趣。
△一種可以降低鈣化風險的瓣膜，并且可以使用微創方法進行植入，以實現廣泛的患者通路。
隨著2021年6月在杭州落幕的第五屆Regenovo生物3D打印高峰論壇，我國也發布了首個細胞與組織器官智能再造裝置。
參考閱讀：
1. FluidForm Announces Agreement to Develop 3D BioprintingSolutions
2. FRESH? technology
3. 布法羅大學研究團隊開發快速3D打印技術促進3D打印器官發展
4. 具有生物相容性的新型生物墨水，使人體器官的3D打印更加逼真
5. 3D Systems公司大膽嘗試，3D打印肺器官有望實現
6. 把3D打印機送上天，在太空打印人體器官，科學家這么折騰為了什么
7. 第五屆Regenovo生物3D打印高峰論壇落幕，發布我國首個細胞與組織器官智能再造裝置
南極熊15個3D打印微信小程序
1） 3D打印專業院校庫 ；
2）全球3D打印產品庫；
3）
全國3D打印人才招聘；
4）
上百款3D打印鞋匯總；
5）
生物醫療3D打印；
6）航空航天軍工能源3D打印；
7）汽車船舶交通3D打印；
8）3D打印技術前沿；
9）3D打印軟件算法；
10）3D打印行業數據報告；
11）3D打印公司投融資；
12）3D打印產業政策；
13）建筑3D打印；
14）3D打印展會、會議活動預告；
15）全球3D打印新品匯總
展開 3D器官打印將成為生物治療的新突破點
近年來，生物治療日益受到國內外學者關注，尤其是干細胞技術在生物治療領域有很大的突破。干細胞不管是在免疫治療方面，還是臨床治療方面都帶來了可喜的成績，而3D技術的成熟，拉開了干細胞二維向三維升級的帷幕，有望帶動生物創新大革命，帶給人類醫療技術的全新升級。那么，3D技術會為未來生物治療發展帶來怎樣的影響呢？就這些問題，希瑞生命集團高級顧問，虛擬現實3D技術資深專家任昊博士接受了采訪。
3D技術推動干細胞技術升級
比如如何誘導干細胞像醫生們期望的那樣生長成不同的組織，如何讓這些打印出的器官和人體原有器官無縫銜接，不排斥，功能良好；如何解決打印器官的“保質”問題……總之，這已不僅僅是3D打印方面的專家能獨立操作解決的問題，需要和醫學專家、生物學專家、計算機專家，甚至設計和數學方面的專家一起合作才有可能實現突破性進展。
但是，一旦此項技術落成，將給生物學界帶來難以想象的影響。器官打印一旦成熟，或許會徹底改變人類生活。比如人體器官衰竭無須配型找供體，而是直接應用3D干細胞技術打印人體肝臟植入患者體內。
任博解釋說，3D打印器官具體可以用可降解材料先打印出肝臟支架，在支架上附著干細胞，干細胞沿著器官模型迅速生長，有的生長成肌肉，有的生長成表面的組織，最后還要實現血管和神經等系統的再造，最后支架降解，打印出來的肝臟就能發揮肝臟應有的作用。
不僅如此， 3D打印組織模型有助于醫生“精準手術”。運用3D技術以1：1的比例打印患者病變器官模型，能讓醫生在術前熟悉患者器官的具體情況。
以往對手術技術細節，醫生只能夠根據經驗判斷，而現在醫生們有了新的選擇，能用生物3D打印技術制作器官模型，在模型上先進行了一次“模擬手術”。
展開 3D生物打印平臺治療結腸癌，CTIBIOTECH新技術
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 
西班牙生物3D打印肌肉組織，用于開發軟體機器人！
近年來，生物3D打印移植物已經取得了不錯的成績，包括肋骨、甲狀腺、顱骨、半月板等等。最近西班牙加泰羅尼亞生物工程研究所的智能納米生物設備團隊又錦上添花，3D打印出用于軟體機器人的肌肉組織。
生物學軟體機器人是一門新的學科，它能改善傳統機器人的靈活性、反應能力和適應性等等。深入研究生物3D打印，有利于制造出更有用的產品，因為3D打印在速度、設計、形狀、材料定制和可擴展性等方面都有一定的優勢。
在研發過程中，研究人員使用了高度對齊的肌管構成的3D打印生物執行器，其中，肌管指的是骨骼肌的多核纖維。肌肉在某柱形裝置處打印，同時由該柱形裝置測量肌肉功能，分析基因表達，以評估肌肉對運動的反應。“肌肉運動具有一定的功能性和敏感性，產生的力量可以按需調整。
事實證明，這種生物系統可以用于機器人設備，使機器人的性能更加接近真實的生物性能，從而顯著提高整體的應用效果。相關工作人員表示。 “也許這是開發能夠抓握或行走的軟體機器人的關鍵。”
（來源：三迪時空）
展開 3D打印器官能否跨越技術與法規障礙，解決移植器官短缺問題？
生物3D打印技術研究的重要目標就是通過增材制造技術和再生醫學技術實現組織、器官的人工培養，最終解決移植器官供體短缺的問題。然而，生物3D打印器官技術仍存在很多需要解決的難題，主要包括：材料、血管形成與法規。這三大因素是目前阻礙3D打印人工器官成為一種現實的臨床治療技術的主要障礙。
實現器官“定制”所面臨的難題
從中國器官移植供需的數據中可以看到，每年等待器官移植的患者數量都多于器官捐贈的數量，所以必然有一部分患者無法及時接受器官移植，他們可能因器官衰竭而死亡。即使是那些接受了器官移植的患者，也面臨著一生接受免疫抑制治療和相關醫源性疾病的困擾。
當器官供需存在差異時，醫療界就會思考新的技術和商業模式來滿足需求，通過3D打印與再生醫學技術制造人造器官的思路也正是在這種情況下產生的。
器官3D打印流程，圖片來源：european Pharmaceutical manufacturer。
從事3D打印組織、器官研究的人員或機構不僅需要具備增材制造技術，生命科學技術，還需要建立進行人工組織、器官制造過程的數字化質量管理體系，還需要解決來自材料、血管化和法規的挑戰。
材料
根據3D科學谷的市場研究，在增材制造中，控制3D打印部件的物理性質是很重要的，例如需要嚴格控制形狀、強度、柔韌性、耐化學性和表面光潔度等。生物3D打印過程也是類似的，在打印中需要將細胞打印到材料基質中，這些基質能夠提供支撐、形狀以及組織、器官需要的機械性能。不僅如此，這些材料在打印過程中還需與細胞具有化學相容性，同樣的，在植入時也需要與人體化學相容。
生物3D打印材料也被稱為“生物墨水”。一種生物3D打印方式是使用單一生物墨水打印任何希望制造的組織或器官。
展開 生物3D打印專利戰開打：Cellink與Organovo 互相起訴專利侵權
△早在2019年，Organovo就遇到了圍繞其肝臟3D生物打印技術的問題，圖片來源：Organovo
股東們隨后選擇投票反對合并，此后合并被完全叫停。過去，Organovo也曾在特拉華州的法庭上為挽回聲譽而斗爭，贏得了一場針對投資者Georgi Dimitrov的高調訴訟，在這場訴訟中，他被認定犯有進行 "抹黑 "的罪行，并獲得了3800萬美元的判決。
現在，通過對CELLINK公司的法律訴訟，Organovo公司正在尋求挑戰其三項專利的侵權行為，據說這些專利與BIO X 3D生物打印機有關，此外還有一項它從密蘇里大學獨家授權的專利。
無論如何，根據2021年7月27日提交給德克薩斯州韋科市聯邦法院的訴狀，Organovo公司正在為CELLINK公司被指控侵犯的專利尋求現金賠償，并要求法院下令阻止進一步使用其知識產權。
生物打印的潛力越來越大
雖然生物打印整個器官仍有一段距離，但這項技術正日益顯示 潛力， 未來的應用和可能的盈利能力已開始吸引 行業大公司的注意。例如，3D Systems公司在打印到灌注的再生醫學項目中取得了重大進展，并在2021年5月收購了生物打印公司Allevi。
Desktop Metal公司也開始對生物打印技術表現出相當大的興趣，在2021年3月成立了Desktop Health，后來收購了Beacon Bio。在此過程中，Desktop Metal獲得了Beacon Bio的'Phonograft'三維生物打印技術的權利，這項技術旨在實現人類耳膜的再生。
此外，歐盟已經支持EPFL分拆出來的Readily3D公司3D打印人類胰腺的活體模型。據報道，這家公司已經能夠在短短30秒內制造出基于干細胞的生物組織。
展開 生物醫用材料市場、趨勢及其在3D打印中的應用
復合生物材料 與單一組分或結構的生物材料相比，復合生物材料的性能具有可調性，各組分既能保持性能的相對獨立性，又能優化配置，大大改善單一材料應用的不足。
生物墨水 醫用水凝膠、生物交聯劑和活細胞共同組成了生物3D打印所需的“生物墨水”，目前已經有研究人員利用3D生物打印技術和生物墨水打印出人體耳廓等活體組織，但材料與調節細胞有序地組合、器官內部血管構建、神經系統構建的生長因子相容等困難，使得3D打印復雜器官的實現仍有很大距離。
文章轉載自：火石創造。
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