阿斯頓大學獲得BBSRC委員會61萬英鎊資助，用于安裝 Quantum X 3D生物打印機

2023年12月18日，南極熊獲悉，阿斯頓大學將獲得一臺最先進的 Quantum X 3D 生物打印機，這是BICO公司Nanoscribe和CELLINK聯(lián)合推出的產(chǎn)品，該打印機獲得了生物技術(shù)和生物科學研究理事會（BBSRC）61.2176英鎊的資助。獲得這筆資助的團隊由阿斯頓藥學院的 Rhein Parri 教授領(lǐng)導(dǎo)，他是對BBSRC的ALERT 2022資助聲明中期生物科學研究設(shè)備的申請人之一。

Quantum X 生物3D打印機將允許研究人員打印人體內(nèi)核心器官的細胞結(jié)構(gòu)，例如大腦和肝臟等。細胞的結(jié)構(gòu)和方向（如大腦中的神經(jīng)元）會影響它們相互作用和連接的方式，因此能夠以 3D 方式打印細胞和組織將使研究人員能夠更好地研究它們，并更好地了解身體的運作方式。

Quantum X bio 利用雙光子聚合 (2PP) 極其精確地打印 3D 結(jié)構(gòu)。在 2PP 聚合過程中，激光聚焦在光敏液體上，光敏液體在激光束照射下聚合成固體。激光在液體內(nèi)沿三個維度移動以產(chǎn)生所需的固體結(jié)構(gòu)。任何殘留的液體都被沖洗掉，然后該結(jié)構(gòu)就可以使用了。 Quantum X bio 使用生物相容性聚合物來打印包含小至 200 nm 尺寸特征的結(jié)構(gòu)，開辟了許多新的研究領(lǐng)域。

與 Parri 教授一起參與資助提案的其他阿斯頓大學研究人員包括生物科學學院的 Roslyn Bill 教授、Emma Shepherd 博士、Philip Kitchen 博士和 John Simms 博士，以及阿斯頓藥學院的 Craig Russell 博士和 Nathan Suray 博士。工程與物理科學學院的 Paul Gretton 和 Edik Rafailov 教授也是該團隊的成員。

Parri 教授將領(lǐng)導(dǎo)一個團隊創(chuàng)建3D 打印結(jié)構(gòu)，以促進一種被稱為星形膠質(zhì)細胞的人類腦細胞網(wǎng)絡(luò)的生長。在標準的二維培養(yǎng)物中，星形膠質(zhì)細胞生長成隨意的網(wǎng)絡(luò)，但通過生物打印機，研究人員將能夠創(chuàng)建更有序的網(wǎng)絡(luò)，就像在大腦中發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)一樣。該團隊將能夠研究星形膠質(zhì)細胞在睡眠和突觸可塑性等大腦功能中的功能，這種機制被認為對記憶和學習很重要。

比爾教授將研究血腦屏障。當它被破壞時，病原體、神經(jīng)毒素和其他物質(zhì)就會進入大腦，引起免疫和炎癥反應(yīng)。隨著人們年齡的增長，屏障的破壞更為常見，并可能導(dǎo)致大腦退化。比爾教授和她的團隊將有效地“打印”血腦屏障模型，以便更好地研究其關(guān)鍵功能。

Shepherd 博士將打印一種稱為正弦內(nèi)皮細胞 (LSEC) 的肝細胞的軟 3D 模型，這種細胞在肝臟和血細胞之間形成屏障，其中包含允許氧氣和代謝物等物質(zhì)通過的孔，稱為開窗。衰老和某些疾病會導(dǎo)致這種重要的開窗功能喪失，從而損害肝功能。借助這些模型，謝潑德博士將能夠研究開窗的生物學。

△由Nanoscribe IPX-Q 制成的有機網(wǎng)：Quantum X bio 能夠制造具有微米特征的毫米級零件，例如這種膜。孔尺寸接近 50 µm，特征尺寸約為 30 µm。應(yīng)用范圍從植入物到 3D 膜、血腦屏障模型、細胞遷移和擴散研究以及神經(jīng)修復(fù)支架。來源：Nanoscribe。

拉塞爾博士計劃開發(fā)一種將藥物輸送到眼睛的模型，重點是角膜。 2PP 過程將使他能夠復(fù)制角膜層，實際上是一個“芯片上的角膜”，包括組織層和淚膜，以研究藥物是如何轉(zhuǎn)運的。

Simms 博士將研究細胞表面的一種被稱為 G 蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR) 的蛋白質(zhì)，它可以檢測體內(nèi)細胞外的分子并激活細胞內(nèi)的細胞反應(yīng)。最近，GPCR 也被證明能夠?qū)�機械刺激做出反應(yīng)，例如磁力，這種功能被稱為機械敏感性。 GPCR是藥物的重要靶標，Simms 博士將使用 Quantum Xbio 打印嵌入 GPCR 的定制細胞壁，以研究機械敏感性，從而有可能開辟新藥物發(fā)現(xiàn)的途徑。

Parri教授期望 Quantum Xbio 的引入能夠促進研究合作，將細胞生物學、芯片器官和微流體等領(lǐng)域的科學界聚集在一起，分享知識。它的安裝將補充和增強阿斯頓、大學工程學院先進原型設(shè)施 3D 打印方面的專業(yè)知識。

△使用Advanced BioMatrix 的透明質(zhì)酸 (HA) 進行打印：Quantum X bio 通過其溫度和濕度受控的無菌環(huán)境支持水凝膠和其他定制材料的打印。用 HA 打印的 2.5D 形貌展示了從均勻結(jié)構(gòu)膜到隨機結(jié)構(gòu)膜的設(shè)計自由度和靈活性。來源：Nanoscribe。

Parri教授說：“這款新型生物打印機將改變我們阿斯頓大學和更廣泛的西米德蘭茲郡進行 3D 打印的能力，并在基礎(chǔ)生物和組織工程研究中取得新發(fā)現(xiàn)。”

Quantum X bio是Nanoscribe在英國安裝的第一臺同類生物打印機，并將提供給伯明翰、拉夫堡、諾丁漢、萊斯特和華威等中部創(chuàng)新大學的更廣泛的研究界。阿斯頓大學正在準備一個具有受控環(huán)境的房間來容納打印機和相關(guān)的細胞培養(yǎng)設(shè)施。該生物打印機預(yù)計將于 2024 年 4 月開始使用。

CELLINK 首席執(zhí)行官Cecilia Edebo 說道：“我們使命的核心是致力于為研究人員提供最先進的生物打印技術(shù)，促進新的科學突破。阿斯頓大學收購 Quantum X bio 標志著英國研究領(lǐng)域朝著推進組織工程和藥物發(fā)現(xiàn)研究邁出了重要一步。我們很高興與 BICO 集團的成員 Nanoscribe 一起繼續(xù)為研究界提供支持，并很高興見證使用這項突破性技術(shù)無疑會產(chǎn)生的令人難以置信的成果�！�