英国斯旺西大学旗下的生命科学技术公司3Dynamic Systems(3DS)在生物制造领域取得了重要进展。2014年9月,该公司成功开发了两款新型3D生物打印系统——Alpha和Omega。这两款设备能够利用多种生物活性和生物相容性材料进行3D打印,从而支持各种组织的研究与检测。
3Dynamic Systems推出的首款商业性产品是一款经济实惠的3D生物打印机。该打印机源于团队将生物打印应用与组织工程的成功结合。全球组织工程领域的科学家和工程师都渴望拥有一款灵活、易于装载和使用且性价比高的3D打印机。3DS公司设计的3D生物打印技术正好满足了这些需求。每台机器均采用高质量材料和精密控制系统制造。
3Dynamic Alpha Series是一款单一挤出式骨组织制造平台。该机器能够生成磷酸钙类骨材料,用于修复严重非稳定性骨折。通过以3D形式精确沉积特殊的骨复合材料,可根据需要生成正确的骨骼形状。植入血小板源生长因子后,可形成适宜干细胞生成再生组织的微环境,从而生成骨骼及其支持结构(包括血管)。这一技术突破未来有望用于治疗严重受伤的患者。
3Dynamic Omega Series生物打印机则使用可打印的生物活性凝胶、蛋白质生长因子和支架来生成异质性组织,制造3D软组织结构。目前,该设备能够制造复杂的多细胞混合组织,用于药物测试。公司也在探索利用该机器打印不同生物组织的方法,如肌肉、脂肪和皮肤。这一技术的发展方向是按需制造用于移植的复合组织。
Alpha和Omega两种3D生物打印系统采用了动态自适配的耐用技术、自动化控制以及超高精确度(每秒2毫米的运行速度,误差控制在15微米以内)。这些系统专为研究人员设计,易于使用且可重复性强,能够精确获取生物材料。这些机器可以生产一系列具有生物活性和生物相容性的材料。
3DS公司仍在努力开发3D打印的可移植骨骼和复杂组织结构。目前,他们在组织工程上取得的突破未来可能用于治疗重症患者。研究过程中,他们成功生产出合适的骨骼复合材料,以及基于3D生物打印技术的高度复杂组织结构,这为生产以基质为支持的细胞组织提供了最适宜的生物材料。
“3Dynamic Systems采用简单技术,将推动生物打印研究的广泛采用,并在短期内实现进一步创新,为领域研究高效生产实验组织以及按需生产多种类型组织。”公司创始人Thomas博士认为,“3Dynamic Systems开发的生物打印技术将有一天改变再生医学领域,带来直接生物工程,按需制造用于移植的人体组织。”
【火视观点】生物3D打印将带来应用领域的革命,这是毋庸置疑的。随着生物3D打印技术的逐渐成熟,众多现有行业将被重新整合和洗牌,例如新药研发、器官移植以及整形美容行业。正如《创新者的处方》一书所强调的,任何行业在初期技术研发和使用上都有极高门槛,但随着新技术和商业模式的出现,门槛会逐渐降低。医疗健康目前仍属高门槛行业,但新技术是否已到临界点?火石人认为,生物3D打印、人工智能和大数据的出现可能是一个机会点。我们可以预言,不断的数据积累将使检测设备更加智能化,最终部分替代医生功能,让医生专注于更专业的领域。