按需生物打印組織技術(shù)將到來

南極熊3D打印網(wǎng)報(bào)道
    英國斯旺西大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)衍生公司3Dynamic Systems Ltd宣布了公司兩款3D生物打印機(jī)器的可用性，分別是Alpha和Omega生物打印機(jī)。
    Alpha和Omega生物打印機(jī)可以沉積多種生物活性和生物兼容的材料。據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，公司目前正在研究制造3D可以移植骨骼以及按需制造復(fù)雜生物組織。3Dynamic Systems開發(fā)的這個(gè)令人興奮的組織工程技術(shù)突破某天將能用于有效治療嚴(yán)重受傷的病人。
    3Dynamic Systems，位于斯旺西大學(xué)，是由Daniel J Thomas博士（下圖）創(chuàng)立，他是工程學(xué)院打印與涂層威爾士中心（Welsh Centre for Printing and Coating）的高級(jí)研究員。創(chuàng)立3Dynamic Systems的目標(biāo)是開放生物打印研究，向希望制造出3D生物組織的研究者提供高質(zhì)量的研究機(jī)器。

    其系統(tǒng)使用了三維功能性宏觀組織系統(tǒng)給的逐層的增材制造方式。這些基于干細(xì)胞的材料，具有可測(cè)量的生物屬性，可以發(fā)展成具有活性的組織結(jié)構(gòu)。
    所有的3Dynamic Systems系統(tǒng)都是軟件自動(dòng)控制，由敏感電子零件和機(jī)械零件驅(qū)動(dòng)。對(duì)比傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)，3Dynamic Systems在兩種運(yùn)行模式中的具有一致的精度。首先它們擁有高精度10微米模式，速度可達(dá)到50mm/s，而超高精度2微米模式，速度則達(dá)到2mm/s。
    這些系統(tǒng)都由以下的元件組成：

• 單個(gè)和雙雙變速控制注射泵驅(qū)動(dòng)器，精確控制3D空間中干細(xì)胞材料和支架材料的沉積。
• 3軸電腦數(shù)控底盤，用于定位注射器到10微米等級(jí)的精度。
• 集成控制系統(tǒng)，內(nèi)置電子原件與控制固件。
• 內(nèi)置干細(xì)胞孵化平臺(tái)，維持精確的保持溫度。
• 攝像機(jī)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄制造過程。
  

    3Dynamic Alpha系列

    第一個(gè)系統(tǒng)是3Dynamic Alpha系列，這是單擠出骨骼組織制造平臺(tái)。這款機(jī)器可以制造出基于磷酸鈣的骨骼，可用于再生嚴(yán)重的非穩(wěn)定性骨折。通過精確沉積一種特殊的骨骼復(fù)合材料，可以制造出正確的解剖集合。這種材料源于血小板源生長(zhǎng)因子。這種生長(zhǎng)因子通過募集生成骨骼的干細(xì)胞以及形成支持結(jié)構(gòu)（如血管）為組織的在成創(chuàng)造出合適的環(huán)境。

    3Dynamic Systems Alpha Bone Tissue Workstation（骨骼組織工作站）是一款可以制造出生物兼容的骨小梁結(jié)構(gòu)的特殊3D打印機(jī)。
    系統(tǒng)規(guī)格：

• 功率: 240伏特 30安培
• 精度: ±10 微米
• 步進(jìn)電機(jī): 2 階段 NEMA23
• 打印體積: 150MM (X) X 100MM (Y) X 100MM (Z)
• 擠出機(jī): 單
• 供熱系統(tǒng): 感應(yīng)
• 機(jī)器尺寸: 500 X 750MM
• 安全系統(tǒng): 緊急停機(jī)
• 每臺(tái)Alpha都是根據(jù)訂單生產(chǎn)，將在訂購的4周之內(nèi)發(fā)貨
• 系統(tǒng)售價(jià): 18,680英鎊
  

    3Dynamic Omega系列

    第二個(gè)系統(tǒng)是雙擠出3Dynamic Omega系列生物打印機(jī)，用于制造三維的軟組織結(jié)構(gòu)。目前，這款打印機(jī)可以制造異質(zhì)性組織，可以用在藥物測(cè)試試驗(yàn)中。這種技術(shù)作為生物打印不同組織（包括肌肉、脂肪和皮膚）的方式被研究。利用這種技術(shù)，人們將能按需生產(chǎn)可移植的復(fù)雜組織的有效技術(shù)工具。

    3Dynamic Systems Omega Tissue Engineering Workstation，是使用可打印的生物活性凝膠、蛋白質(zhì)生長(zhǎng)因子和支架生成異質(zhì)性組織的雙擠出3D生物打印機(jī)。
    系統(tǒng)規(guī)格：

• 功率: 240伏特 30安培
• 精度: ±10 微米
• 步進(jìn)電機(jī): 2 階段 NEMA23
• 打印體積: 210MM (X) X 100MM (Y) X 60MM (Z)
• 擠出機(jī): 雙
• 供熱系統(tǒng): 電阻
• 開發(fā)工具: 有
• 機(jī)器尺寸: 500 X 750MM
• 系統(tǒng)售價(jià): 18,680英鎊
  

    每一臺(tái)Omega都是根據(jù)訂單生產(chǎn)，將在訂購后的8周內(nèi)發(fā)貨。

    可3D生物打印結(jié)構(gòu)
    3D結(jié)構(gòu)制造的數(shù)據(jù)可以從CT掃描、3D設(shè)計(jì)或者3D激光掃描數(shù)據(jù)中獲取。這種應(yīng)用可以用于制造3D干細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)。隨著未來研究發(fā)展，這種技術(shù)還將可以制造一下類型的組織，包括：

• 血管與動(dòng)脈;
• 氣管結(jié)構(gòu);
• 神經(jīng)纖維;
• 組織結(jié)構(gòu);
• 心臟補(bǔ)丁。
  

    材料
    目前，這些系統(tǒng)已經(jīng)可以用于生物打印基于水凝膠的軟組織以及利用聚己內(nèi)酯、磷酸氫鈣和水凝膠矩陣制造的合成生物相容骨骼。
    宏觀3D生物打印的方法還用于生成異質(zhì)性組織，通過沉積活細(xì)胞和合適的支架材料結(jié)合的生物凝膠。這些預(yù)組織結(jié)構(gòu)隨后會(huì)經(jīng)過三周的時(shí)間發(fā)展為成熟的組織。這賦予了組織工程領(lǐng)域研究者們研究不同的組織成熟過程的能力。
    其他相容材料還包括：

• 聚乳酸 (PLA)
• 聚乙醇酸 (PGA)
• 聚乙二醇衍生物 (PEG)
• 纖維蛋白
• 彈性蛋白
• 膠原蛋白
• 藻朊酸鹽
• 瓊脂糖
  

    Thomas博士補(bǔ)充：“3Dynamic Systems使用簡(jiǎn)單的技術(shù)將可以見證生物打印研究的廣泛采用以及短期之內(nèi)更進(jìn)一步的創(chuàng)新，為領(lǐng)域中的研究有效地生產(chǎn)出實(shí)驗(yàn)組織以及按需生產(chǎn)多種類型的組織�！�
    “3Dynamic Systems開發(fā)的生物打印技術(shù)將有一天可以改變?cè)偕�醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，為我們帶來的直接生物工程，按需制造用于移植的人體組織�！�
     “這種令人興奮的技術(shù)將會(huì)帶來生物制造的技術(shù)革命�！�

    via www.3ders.com

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