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Aether科学总监Karen Dubbin谈未来生物3D打印技术发展

http://www.printing.hc360.com2017年06月29日17:24 来源:3D虎T|T

    近日,生物3D打印公司Aether任命KarenDubbin为科学总监。据悉,来自麻省理工学院和斯坦福大学材料科学与工程学院的Dubbin对再生医学生物材料感兴趣。

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    据了解,其曾在哈佛大学/麻省理工学院HST计划的AliKhademhosseini实验室工作,使用热响应模具开发用于模拟高通量药物测试的小组织。在斯坦福大学SarahHeilshorn实验室工作的时候,其在细胞移植和生物打印应用方面开展了可注射水凝胶的研究。

    作为Aether的科学总监,Dubbin目前正在开发一系列生物油墨,该公司预计将于2017年年底公布。

    热塑性塑料、热固性材料和金属在过去10年中迅速增长,使大型公司、学术实验室和个人更容易获得3D打印超。桌面打印机的发展和硬件和耗材的成本降低导致了技术的可访问性的增加。

    许多K-12学生现在可以在学校或本地图书馆使用3D打印机,这对于那些在十年前上学的人来说似乎是不可思议的。随着技术可及性的增加,创新的障碍降低。我们听到学生打印自己设计的产品,如制造假肢和用于货物交付的无人机,并且每天都会开发新的应用程序。

    在接下来的五年中,3D打印在这些领域的可用性的增加对于创新的激增至关重要,有可能改变从食品到医药的主要行业。

    3D打印应用于医学

    想象一下,生活在一个科学家可以为您的伤害或疾病专门设计替代组织的世界。

    虽然目前医生依赖器官移植和自体移植等策略来代替损伤的组织,但研究人员多年一直对使用3D打印技术开发工程组织进行植入或药物测试有兴趣。

    组织和器官由不同细胞类型的复杂布置以及如脉管系统等复杂的3D结构组成。与其他制造技术相比,3D打印是一种有希望的技术,可以潜在地用于模拟生物学,因为它可以产生部分复杂性和重现性。

    这些功能有可能通过利用开发用于聚合物、金属或陶瓷的3D打印技术来改变组织工程,以精确地模拟细胞发展复杂的组织和器官。这可以通过将活细胞封闭在用于打印的生物材料支架内,或者打印可嵌入细胞以产生“活的”材料的支架。

    生物3D打印面临的挑战

    将这种技术从无机材料打印成活细胞的成功转化将需要解决许多挑战,包括长时间维持细胞活力。

    在这个时候,我们无法预测是否或何时克服这些挑战,但如果我们这样做,对人类健康的好处可能是前所未有的。目前,美国每天有22人都在等待器官移植。

    具有生产替代器官移植的能力,这个数字可以大大降低,并大大提高患者的结局和生活质量。此外,生物打印准备改变药物开发市场,使用3D打印组织进行药物测试和临床前试验。

    使用这些人造组织可以减少用于药物开发的时间和金钱,这可能导致更快的开发和降低药物成本。

    生物油墨开发

    为了提高生物打印的可及性和性能,电池兼容打印材料的开发在未来5年将变得越来越重要。

    水凝胶是通常用于组织工程应用的生物材料,因为它们与身体中的天然细胞环境相似。因此,水凝胶是用于基于细胞的3D打印的有希望的生物油墨。

    聚合物、陶瓷和金属的打印通常由于熔融温度高而需要大的温度变化。由于细胞不能经历如此大的温度变化,必须采用不同的固化策略来进行。

    通常,通过用注射器挤出具有细胞的油墨并通过有限的光/离子交联热凝胶或其某些组合固化打印构造物来进行生物打印。

    不仅如此,其还研究了喷墨、微型阀和激光引发的打印,每种都需要开发独特的材料。在每种情况下,填充墨水在打印过程中保护细胞的能力对于维持活力和防止膜损伤至关重要。

    通过改善细胞活力和功能,我们开发功能性组织和器官来拯救生命,改善药物开发和其他未被开发的工程组织用途。

    改善生物打印辅助功能

    距离现在不到10年的时间里,第一个商业生物打印机的成本是数十万美元,这对许多有兴趣用于医学3D打印的研究人员来说是高不可攀的。

    与台式FDM或SLA/DLP3D打印机类似,桌面生物打印机最近以较低的价格开发,增加了学术界和行业研究人员的可访问性。

    Aether旨在通过以非常低的成本提供先进的生物3D打印技术,使生物打印领域更加易于使用。Aether1打印机包含一系列制造可能性,例如挤出和微型注射技术,以便在3D打印组织结构的材料选择方面具有更大的灵活性。

    此外,Aether1拥有比类似价格的生物打印机更多的打印头,允许通过打印增加复杂性。

    这通过允许用户以不可能的方式将大部分不同的打印技术整合在一起,从而增加了创新潜力。

    随着Aether进入生物油墨市场,我们的目标是以低成本提供电池兼容的材料,使研究人员能够使用3D打印在再生医学领域中进行创新。我们希望通过与行业和学术合作伙伴的合作,降低生物打印的进入壁垒,有助于为从组织工程到药物开发等领域的未来发展铺平道路,从而彻底改变人类健康。

责任编辑:刘洋

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