制造器官？FluidForm為強生開發(fā)3D生物打印解決方案

導(dǎo)讀：FluidForm位于波士頓地區(qū)，是研究、修復(fù)和更換功能性人體組織的領(lǐng)先者。依靠FRESH3D打印技術(shù)（先進(jìn)的生物制造平臺），與公司包括開發(fā)和臨床前項目的產(chǎn)品線，F(xiàn)luidForm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(yī)療設(shè)備，以及用于測試藥物功效和心臟毒性的新一代結(jié)構(gòu)和復(fù)雜成分組織模型，還側(cè)重于組織和器官置換。

△FRESH™ technology

南極熊獲悉，人體組織研究、修復(fù)和更換領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者FluidForm在2021年6月17日宣布，與強生醫(yī)療器械公司成員Ethicon, Inc. 簽署協(xié)議，使用FluidForm的FRESH技術(shù)發(fā)展3D生物打印。此次合作利用FRESH™ 3D生物打印平臺實現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)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(zhí)行官Mike Graffeo表示，Ethicon是外科領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，他們的3D打印中心在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。公司對FRESH技術(shù)產(chǎn)生的影響感到興奮，并很高興與Ethicon合作以實現(xiàn)更多目標(biāo)。

△一種體外人體模型，可在臨床前發(fā)現(xiàn)過程的早期檢測復(fù)雜的心律失常，使藥物開發(fā)人員能夠確定最佳候選藥物以進(jìn)行人體試驗并最終用于患者。

FRESH技術(shù)

為了構(gòu)建人體組織，通常需要整合結(jié)構(gòu)和功能：通過控制不同細(xì)胞類型、蛋白質(zhì)和生長因子，以重建真實組織中復(fù)雜生理學(xué)。FRESH（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）通過修改生物打印環(huán)境，可高分辨率3D打印人體天然蛋白質(zhì)和細(xì)胞。技術(shù)的關(guān)鍵創(chuàng)新是在將打印步驟在支撐浴內(nèi)進(jìn)行。

△使用凝膠化學(xué)打印細(xì)胞和ECM蛋白（離子、pH、酶）。

在支撐浴中打印可以物不會變形。據(jù)悉，F(xiàn)luidForm正在試圖通過凝膠化學(xué)、bioink-support浴界面打印細(xì)胞致密材料，構(gòu)建人體組織，甚至是全尺寸器官。

△FRESH technology

FluidForm稱，公司的FRESH™專利技術(shù)已被證明可以從結(jié)構(gòu)到功能重建生物學(xué)進(jìn)行3D打印：

• 產(chǎn)生真正功能性跳動的人體心室和心臟瓣膜
• 重建復(fù)雜的分支脈管系統(tǒng)，甚至是毛細(xì)血管規(guī)模
• 調(diào)整細(xì)胞排列，產(chǎn)生肌肉纖維和組織各向異性
• 在大型動物研究中促進(jìn)組織再生
• 全尺寸器官制造
  

△打印致密細(xì)胞組織

FluidForm認(rèn)為，為了研究、培訓(xùn)和作為潛在替代品進(jìn)行功能性人體組織重建有可能改變?nèi)祟惤】?。他們正在尋求組織療法，從根本上改變?nèi)祟惖慕】岛烷L壽。

△細(xì)胞打印方法對比

3D打印為器官制造帶來新的機(jī)遇

器官替換這一概念在科幻領(lǐng)域已經(jīng)不是一個新詞匯了。人類的衰老、疾病很大程度是從人體器官的衰老、病變開始。那么，人類是否能夠通過制造新的器官來替換受損或者病變的部分，從而消除疾病，甚至是延長人類壽命？為了驗證這一想法，多年來，許多研究人員進(jìn)行了大量實驗。但是，細(xì)胞的體外培養(yǎng)對環(huán)境和技術(shù)有著很大的要求。3D打印的出現(xiàn)，似乎為這個領(lǐng)域帶來了新的生機(jī)。

△利用個性化醫(yī)學(xué)、合成和計算生物學(xué)、先進(jìn)材料、3D打印和人工智能的交叉點，將患者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人體組織。

布法羅大學(xué)研究團(tuán)隊開發(fā)了快速3D打印技術(shù)，能夠在19分鐘內(nèi)打印一個真人大小的“手”。瑞典隆德大學(xué)的研究人員設(shè)計了一種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。而3D Systems也在大膽嘗試，努力實現(xiàn)3D打印肺器官。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，在太空打印人體器官似乎也引起了科學(xué)家的興趣。

△一種可以降低鈣化風(fēng)險的瓣膜，并且可以使用微創(chuàng)方法進(jìn)行植入，以實現(xiàn)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(fā)布了首個細(xì)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(xué)研究團(tuán)隊開發(fā)快速3D打印技術(shù)促進(jìn)3D打印器官發(fā)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(xiàn)
6. 把3D打印機(jī)送上天，在太空打印人體器官，科學(xué)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(fā)布我國首個細(xì)胞與組織器官智能再造裝置