Stratasys 3D打印機(jī)助力BiologIC生物計(jì)算機(jī)的研發(fā)！

2023年7月，南極熊獲悉，生物技術(shù)公司BiologIC Technologies 創(chuàng)造了世界上第一臺(tái)生物計(jì)算機(jī)，開創(chuàng)了生物技術(shù)領(lǐng)域的新紀(jì)元。生物計(jì)算機(jī)是一種由高度集成的流體生物處理芯片構(gòu)建的新型機(jī)器，其設(shè)計(jì)類似于計(jì)算機(jī)芯片，標(biāo)志著推進(jìn)生物處理向前邁出了重要一步。這種創(chuàng)新機(jī)器高度集成、模塊化和可配置，能夠在許多應(yīng)用中運(yùn)行端到端的先進(jìn)生物過程。在這個(gè)過程中，團(tuán)隊(duì)有效地利用全彩、多材料3D打印技術(shù)來增強(qiáng)設(shè)計(jì)流程，用透明和柔性材料進(jìn)行打印，并最終實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)革命的愿景！



BiologIC 總部位于英國(guó)劍橋，該公司積極與商業(yè)合作伙伴合作，加快先進(jìn)生物產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和制造。作為芯片實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的創(chuàng)建者，BiologIC 極大地加快了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的藥物和疫苗的開發(fā)和生產(chǎn)，其中3D打印微型設(shè)備將多種實(shí)驗(yàn)室功能集成到單個(gè)芯片上。這些芯片實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)能夠以更快、更高效且更具成本效益的方式分析生物樣本。它們的應(yīng)用范圍廣泛，從藥物測(cè)試到護(hù)理點(diǎn)診斷。

在 Innovate UK 運(yùn)營(yíng)的 A4I 資助計(jì)劃的幫助下，BiologIC 獲得了國(guó)家測(cè)量實(shí)驗(yàn)室(NML) 的專業(yè)知識(shí)和先進(jìn)設(shè)備。此次合作極大地加深了 BiologIC 對(duì)芯片 3D 打印所用塑料材料與生物應(yīng)用之間相互作用的理解。


△BiologIC Technologies 的工作流程

一年前，BiologIC 與Oxford Biomedica（快速發(fā)展的細(xì)胞和基因治療領(lǐng)域最著名的參與者之一）合作，創(chuàng)新了一種用于開發(fā)病毒載體的新型生物計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 BiologIC 為其生物計(jì)算機(jī)平臺(tái)開發(fā)新的應(yīng)用程序，以推進(jìn) Oxford Biomedica 的病毒載體新型制造工藝，病毒載體是基因治療中常用的工具，用于將遺傳物質(zhì)傳遞到細(xì)胞中。憑借生物計(jì)算機(jī)按需生成生物學(xué)和數(shù)據(jù)的能力，Oxford Biomedica 計(jì)劃利用該平臺(tái)創(chuàng)新新流程，集成傳統(tǒng)上獨(dú)立的工作流程，并從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中獲得有價(jià)值的見解。當(dāng)時(shí)，BiologIC 首席執(zhí)行官 Richard Vellacott 強(qiáng)調(diào)了生物計(jì)算機(jī)推動(dòng)生物學(xué)革命的潛力，有助于以可持續(xù)和可訪問的方式解決疾病等全球問題。

在尋求實(shí)現(xiàn)“生命科學(xué)桌面計(jì)算機(jī)”的過程中，BiologIC 認(rèn)為 3D 打印是一種變革性的解決方案。該公司決定投資一臺(tái)Stratasys J826 Prime 3D 打印機(jī)，這是一款來自 Stratasys 當(dāng)?shù)睾献骰锇門ri-Tech的全彩、多材料打印機(jī)。該打印機(jī)促進(jìn)了 BiologIC“生物處理單元”的創(chuàng)建，這是一種設(shè)計(jì)復(fù)雜的組件，無法通過傳統(tǒng)制造方法實(shí)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)有效地利用全彩、多材料打印技術(shù)來增強(qiáng)設(shè)計(jì)流程，用透明和柔性材料進(jìn)行打印，并最終實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)革命的愿景。


△BiologIC Technologies 投資 Stratasys 的 J826 Prime 3D 打印機(jī)。

BiologIC 表示他們顯著改善了其芯片實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的生物相容性和穩(wěn)定性。因此，藥品制造商和合同、設(shè)計(jì)和制造組織 (CDMO) 現(xiàn)在可以加快開發(fā)流程，從而縮短藥品和疫苗的上市時(shí)間并降低生產(chǎn)成本。BiologIC 的生物計(jì)算機(jī)預(yù)示著生物加工領(lǐng)域的變革時(shí)期。這類似于信息處理的出現(xiàn)所帶來的革命。BiologIC 的首席科學(xué)官科林·巴克 (Colin Barker) 將生物計(jì)算機(jī)描述為“盒子里的實(shí)驗(yàn)室”，可重新編程以運(yùn)行不同的應(yīng)用程序，從用于細(xì)胞治療的細(xì)胞生長(zhǎng)到食品制造。

Barker 表示，集成的可重構(gòu)生物計(jì)算機(jī)結(jié)合了四個(gè)核​​心模塊：輸入/輸出模塊（IOB）、高級(jí)路由核心（ARC）、生物處理單元（BPU）和用于多種應(yīng)用的傳感器核心。這一開創(chuàng)性的系統(tǒng)與​​軟件可編程性和增材制造方法一起，使 BiologIC 能夠快速重新配置系統(tǒng)，以滿足客戶的特定應(yīng)用和需求。

Barker 解釋道：“我們利用半導(dǎo)體行業(yè)的靈感設(shè)計(jì)了硬件，規(guī)劃了實(shí)驗(yàn)室工作流程的每個(gè)單元操作，并確定參數(shù)和屬性，然后將它們編碼到執(zhí)行工作流程每個(gè)步驟的設(shè)備中。在這個(gè)過程中，我們使用3D打印將這些設(shè)備的集合制造成功能塊，并將它們組合成一個(gè)集成的可編程系統(tǒng)，每個(gè)模塊都執(zhí)行一組相關(guān)的活動(dòng)，并作為一個(gè)硬件架構(gòu)組合在一起來運(yùn)行這些完整的生物工作流程。工作流程可以通過軟件重新編程，以不同的方式使用不同的硬件設(shè)備。這可以讓我們從同一塊硬件運(yùn)行不同的應(yīng)用程序�！�

憑借生命科學(xué)、3D 打印技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)的獨(dú)特交叉，BiologIC 將為藥物開發(fā)和制造的未來做出巨大的貢獻(xiàn)。