生物打印公司成立 HU3DINKS 聯(lián)盟，開(kāi)發(fā)基于人體組織的生物墨水

2023年7月，南極熊獲悉，名為HU3DINKS的新國(guó)際聯(lián)盟正在團(tuán)結(jié)起來(lái)完成一個(gè)使命：開(kāi)發(fā)用于生物3D打印的基于人體組織的生物墨水，取代動(dòng)物源性生物墨水，引領(lǐng)生物打印革命。



生物打印中使用的許多生物墨水都并非來(lái)源于人類(lèi)，大部分是動(dòng)物源性的膠原蛋白和明膠。雖然這些材料具有生物相容性，但它們也有局限性。例如，人體組織的復(fù)雜混合物，包括細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）、糖胺聚糖或多糖，很難復(fù)制。

HU3DINKS 在其項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中指出，Matrigel（康寧公司著名的凝膠狀蛋白 ECM 材料）源自小鼠腫瘤模型，其起源存在倫理問(wèn)題、生長(zhǎng)因子的過(guò)度表達(dá)以及批次間的變異性使其不適合臨床應(yīng)用。因此，迫切需要替代方案，不僅是因?yàn)閯?dòng)物測(cè)試的倫理問(wèn)題，而且是為了更準(zhǔn)確地模擬人體組織過(guò)程和條件。

合成聚合物已被探索和開(kāi)發(fā)，但它們也面臨著挑戰(zhàn)，研究人員提出了人體復(fù)雜性的簡(jiǎn)化版本，這些材料的體外測(cè)試與動(dòng)物模型之間存在明顯的差距。有鑒于此，HU3DINKS 項(xiàng)目正在冒險(xiǎn)進(jìn)入未知領(lǐng)域，專(zhuān)注于創(chuàng)建下一代基于人體組織的生物墨水，特別是源自人類(lèi)胎盤(pán)的生物墨水。The Human Touch (THT) Biomaterials開(kāi)發(fā)的人類(lèi)胎盤(pán)基質(zhì)和其他人性化產(chǎn)品將以零殘忍的方式構(gòu)成新生物墨水。

THT Biomaterials 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Johannes Hackethal 在 LinkedIn 上評(píng)論了這一消息：“共同努力，將 3D 生物打印技術(shù)帶入手術(shù)室等應(yīng)有的地方。在多個(gè)層面上為人類(lèi)提供人性化醫(yī)學(xué)是我們的日常使命�！�


△THT Biomaterials 人胎盤(pán)基質(zhì)。

該聯(lián)盟表示，在 3D 打印中使用人類(lèi)生物墨水的潛在優(yōu)勢(shì)是巨大的。HU3DINKS 計(jì)劃利用市售的人體組織衍生材料創(chuàng)建可有效用于各種打印技術(shù)的生物墨水，特別是擠出和基于光的 3D 打印工藝。這些材料通常來(lái)自存儲(chǔ)不同生物樣本的生物庫(kù)；手術(shù)后或死后捐贈(zèng)的組織；體外培養(yǎng)人體細(xì)胞的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室、富含干細(xì)胞的臍帶血庫(kù)、專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)人體組織產(chǎn)品的公司，甚至提供醫(yī)療程序樣本的合作醫(yī)院和診所。

基于人體組織的生物墨水在生物打印領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注。值得注意的進(jìn)展包括源自人體組織脫細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)的生物墨水，能夠確保更真實(shí)的細(xì)胞環(huán)境。人源明膠、血小板裂解物和血漿也已成為有前途的材料。雖然藻酸鹽和膠原蛋白等材料本質(zhì)上并非源自人類(lèi)，但它們可以與人類(lèi)細(xì)胞結(jié)合，產(chǎn)生利用人類(lèi)細(xì)胞功能的生物墨水。該領(lǐng)域的多家公司，包括 Celllink、RegenHU、Aspect Biosystems、Tissue Labs和Allevi（現(xiàn)已成為 3D Systems 的一部分）也在開(kāi)發(fā)基于人體組織的生物墨水。這些品牌與學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室合作，旨在創(chuàng)新和商業(yè)化生物墨水，將人體細(xì)胞整合到治療和研究應(yīng)用中。

未來(lái)的先鋒
該聯(lián)盟成功的關(guān)鍵是協(xié)作。HU3DINKS 與生物墨水先驅(qū)BIO INX等知名生物醫(yī)藥公司和機(jī)構(gòu)合作；MorphoMed，貢獻(xiàn)其醫(yī)療級(jí)絲綢技術(shù)；UpNano以其在雙光子聚合 (2PP) 高分辨率 3D 生物打印方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)而聞名， Ludwig Boltzmann研究所(LBI Trauma) 在驗(yàn)證新生物墨水方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

利用Xpect-Inx和根特大學(xué)的技術(shù)，正在改進(jìn)胎盤(pán)材料的打印性能。添加了來(lái)自 Morphomed 的絲纖維，使其更加堅(jiān)固。UpNano 正在調(diào)整打印工藝并創(chuàng)造特殊材料以實(shí)現(xiàn)更好的細(xì)胞打印。LBI Trauma 將測(cè)試這些新的生物墨水，將市售的人體組織衍生材料變成可以無(wú)縫打印的生物墨水。


△NanoOne 2PP 3D 打印機(jī)。

除了直接的技術(shù)創(chuàng)新之外，HU3DINKS還展望了未來(lái)，生物打印在基于人體組織的生物墨水的支持下，將在再生醫(yī)學(xué)、組織工程和個(gè)性化醫(yī)療保健中發(fā)揮關(guān)鍵作用，目標(biāo)是為突破性的醫(yī)療保健應(yīng)用鋪平道路。

BIO INX 首席執(zhí)行官 Jasper Van Hoorick 表示：“盡管將這些應(yīng)用轉(zhuǎn)化為臨床現(xiàn)實(shí)還需要克服許多障礙，但生物打印技術(shù)已經(jīng)在無(wú)動(dòng)物測(cè)試領(lǐng)域提供了解決方案。在這里，“人類(lèi) 3D 墨水”可以發(fā)揮巨大作用，使生物打印真正實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)物性�！边@些進(jìn)步意味著藥物或化妝品可以在 3D 打印的人體組織模型上進(jìn)行測(cè)試，該模型比傳統(tǒng)的 2D 細(xì)胞培養(yǎng)物更準(zhǔn)確地表示天然 3D 組織。

要將生物打印提升到新的高度，2PP 等技術(shù)至關(guān)重要。UpNano 的材料專(zhuān)家 Markus Lunzer 強(qiáng)調(diào)，“該技術(shù)在性能方面取得了一些巨大進(jìn)步，但目前主要受到高性能生物材料缺乏的限制。HU3DINKS 項(xiàng)目可以通過(guò)在結(jié)構(gòu)和組成方面真正模仿人類(lèi)細(xì)胞環(huán)境來(lái)引發(fā)該領(lǐng)域的范式轉(zhuǎn)變�！�

HU3DINKS 通過(guò)匯集世界各地的專(zhuān)家并致力于擺脫動(dòng)物性材料，正在為醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域令人興奮的突破鋪平道路。