可行的生物3D打印组织：动物测试的替代品还是现实应用？(2)
人造组织的局限性
尽管微流体 3D 生物打印已显示出巨大的图案化潜力，但在更大的结构内保持细胞活力仍然是其更广泛采用的挑战。为了解决这个问题，CELLINK 等公司表示，基于细胞的增材制造模型现在需要从实验室过渡到临床研究，然后才能被视为药物测试中动物的可行替代品。“与动物模型相比，3D 生物打印组织可以提供更快的结果，使用户能够更快地重复实验，”CELLINK 的 CCO Ariel Kramer 解释说。 “目前的限制是需要大规模生产构建体，还需要模拟实验室的体内环境。 CELLINK 的 BIO MDX [3D 生物打印机] 等技术正在寻求解决这些问题。”
与此同时，Mimix Biotherapeutics 正在采取的方法是，速度和简单性是可行的生物打印组织的关键因素。在这些核心原则的基础上，该公司迭代开发了 cymatiX 声学生物打印平台，该平台使用声波能量来操纵细胞簇，而不会导致它们承受剪切应力。据该公司称，其技术能够大规模生产软组织，适用于从药物研发和再生医学到纯素肉类的应用。然而，尽管 Mimix 的系统现在已经进入临床前试验，但它承认产品认证仍然是阻止生物打印实现商业成果的几个挑战之一。
Mimix Biotherapeutics 首席执行官 Marc Thurner 表示：“生物制造工具箱正面临着诸如体内生物相关性、细胞数量、有限的可及性、微观/宏观血管化以及监管和社会挑战等挑战。 “今天，我们相信声学生物制造将带来解决方案，以克服目前与血管化和体内相关性相关的一些障碍。CYMATIX 简单、快速且可重复。在几秒钟内，您可以构建具有受控架构的大型蜂窝层，以模拟细胞外环境。”
有趣的是，随着最近推出的 NanoOne Bio 系统，UpNano 也进入了 3D 生物打印领域，但表示“它的目标不是打印整体组织结构。”相反，该公司专注于创造细胞培养微结构，从长远来看，这有助于减少临床试验背后的动物实验数量。事实上，在谈到 3D 打印行业时，UpNano 曾表示其机器“已经被客户在生物环境中使用并证明了自己”，虽然它也将打印材料认证视为该技术的进入壁垒之一，但仍然“坚信 3D 打印将在医学研究中立足。”
UpNano 的 NanoOne Bio 系统（如图）具有内置孵化室。照片来自 UpNano。
疾病建模在行动
尽管对可扩展 3D 生物打印的研究仍在进行中，但该技术现在已经达到了越来越多地寻找实验疾病建模应用的地步。例如，韩国公司 CLECELL 利用其 U-FABTM 显微注射平台 3D 打印了一个栩栩如生的上皮模型，该模型具有模拟呼吸道感染的潜力。CLECELL 首席营销官 Su Yun Chae 说：“我们已经建立了一个协议，用于生产用于研究 COVID-19 等疾病的 3D 呼吸上皮模型。目前，我们还在开发乳腺癌模型，包括乳腺导管、胶质母细胞瘤模型、恶性脑肿瘤以及皮肤癌模型。如果使用患者的癌症组织生产 3D 生物打印癌症组织，他们的治疗有望大大改善，因为‘最佳抗癌药物选择和药物效应’可以准确预测。”
同样，生物技术研究实验室 3D Bioprinting Solutions 在创建可植入人体细胞方面取得了重大进展。使用他们在国际空间站上的 ORGAN.AUT 系统，该实验室的科学家已经设法制造了骨组织，并且通过进一步的验证、缩放和标准化，他们相信它也可以成为一种重要的疾病建模工具。3D Bioprinting Solutions 的联合创始人 Yusef Khesuani 说：“在大流行期间，在 2D 组织上测试不同的药物并没有显示出良好的疗效。为了检查抗 COVID-19 药物，科学家们不得不使用转基因动物，这不仅对许多实验室来说都是一个大问题，对许多国家来说也是一个大问题。我们需要为这种情况做好准备。 3D 生物打印结构可能成为应对此类不可预测情况的良好解决方案，”他补充道。 “我认为，在不久的将来，3D 生物打印结构很可能会在药物测试中替代 2D 组织。”
俄罗斯宇航员 Oleg Kononenko 在国际空间站上使用 ORGAN.AUT 系统。照片来自 3D 生物打印解决方案。
(责任编辑：admin)
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