Aether科學(xué)總監(jiān)談未來生物3D打印技術(shù)發(fā)展

近日，生物3D打印公司Aether任命Karen Dubbin為科學(xué)總監(jiān)。Karen Dubbin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，在斯坦福大學(xué)Sarah Heilshorn實驗室工作的時候，其在細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 ，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，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)工程組織進行植入或藥物測試有興趣。

組織和器官由不同細胞類型的復(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，以精確地模擬細胞發(fā)展復(fù)雜的組織和器官。這可以通過將活細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)從無機材料打印成活細胞的成功轉(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，生物打印準備改變藥物開發(fā)市場，使用3D打印組織進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胞環(huán)境相似。因此，水凝膠是用于基于細胞的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行。通常，通過用注射器擠出具有細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)獨特的材料。在每種情況下，填充墨水在打印過程中保護細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打印機類似，桌面生物打印機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進入生物油墨市場，我們的目標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?br />

來源：3D虎
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