萊斯大學創(chuàng)業(yè)公司Volumetric立志成為未來生物組織的打印農場

在世界最大的醫(yī)療城市之一,，一家初創(chuàng)公司正在利用光的力量和精度來構建活體組織,，從而推動生物打印技術的極限,。Volumetric作為萊斯大學的衍生產品而誕生,，自2018年成立以來,，已經取得了長足的進步，推動了生物材料的創(chuàng)造,，以及全球癌癥研究,、再生醫(yī)學和人體器官替代計劃的生物制造平臺,。

重現(xiàn)人體血管架構的努力促使萊斯大學生物工程助理教授Jordan Miller和他的一個生物工程研究生Bagrat Grigoryan創(chuàng)建了Volumetric,。這對組合一直專注于創(chuàng)新,，讓科學家能夠創(chuàng)造出精致的血管網絡，模仿人體血液,、空氣,、淋巴和其他重要液體的自然通道。這種新的開源生物打印技術最初被稱為SLATE,，是組織工程立體光刻設備的簡稱,，它使用快速成型制造技術來制造柔軟的水凝膠，是該公司商業(yè)化技術的基礎,。

Miller表示："雖然組織工程領域的大部分注意力通常都集中在細胞上所取得的進展,，但Volumetric公司正在發(fā)揮關鍵作用，關注細胞外空間,，即細胞外發(fā)生的事情,。如果我們思考一下身體的實體器官，比如肝臟,，它們在生物學上是非常復雜的,，具有復雜的血管結構。在這種復雜性中,，最明顯的是架構的復雜性,。在細胞方面取得了夢幻般的進展，因為研究人員正在尋找更新,、更好的方法來種植細胞,、分化細胞、取材干細胞,，并將其制成器官特異功能,，然而，細胞之外的一切都屬于我們專家研究的范疇,。"

有了這么多的研究作為支撐,，Miller和 Grigoryan有信心將他們在實驗室開發(fā)的技術商業(yè)化。在獲得授權后,，它成為了LumenX生物打印機的基礎,，通過Volumetric和Cellink--全球領先的生物技術公司之一--合作生產。

LumenX被設計為構建血管的入門級平臺,，實現(xiàn)了血管的復雜分支和漸變,。此外，創(chuàng)始人還聲稱,，該設備可一次性以照片方式固化整層結構,，交聯(lián)速度比其他打印方法快50倍。這一過程以令人難以置信的分辨率進行,，利用超過100萬個同時的光點來生物打印低至200微米的微觀特征,。

Miller建議："當我們在研究實驗室創(chuàng)造這項技術時,，我們立即開始思考它在社會中的潛力，我們明白,，我們希望將我們的基礎研究帶出實驗室,，進入臨床實踐，在那里它將產生影響,。因此,，為了轉化我們的技術，我們知道,，它必須被商業(yè)化,，成為可以生存的商業(yè)模式的一部分。這時,，我們的研究就不僅僅是一篇學術論文了,。一篇學術論文可以對人們的思維方式產生影響，而一個商業(yè)化的產品則可以直接對人們的生活產生很大的影響,。"

Volumetric和Cellink的LumenX (圖片由Cellink/Volumetric提供)

所以,，公司的誕生源于團隊在實驗室取得的巨大進展，再加上,，幾十位研究人員的請求,，他們希望使用Volumetric的技術來開發(fā)自己的項目。Miller和Grigoryan將自己的知識產權授權給了大學,，并將其授權給了Volumetric公司,，從那時起，他們就開始用它來銷售生物墨水和生物打印機,。

"這是一個非常令人興奮的機會,，因為當研究實驗室里有一項科學發(fā)現(xiàn)時，它如何轉化為對社會的直接影響并不總是顯而易見的,，但商業(yè)化是解決這個問題的一種方式,。"

創(chuàng)造高質量的生物材料和3D生物制造平臺是Volumetric的使命之一。除了LumenX,，Volumetric創(chuàng)始人還開發(fā)了市場上唯一的細胞兼容生物材料,，用于基于光的打印，是在含有細胞的水凝膠或實驗室芯片設備內創(chuàng)建血管網絡的理想選擇,。該公司將其技術的獨特能力融入到生物打印領域,，打印復雜的3D血管化活體組織，是該領域最先進,、最難模仿的組織之一,，從而突破了生物打印領域的極限。

使用LumenX可以在幾分鐘內快速打印多層3D微流控塑料芯片（圖片由Volumetric/Cellink提供）

在見證了世界各地成功的大學衍生公司的出現(xiàn)后，有一點是明確的,，許多初創(chuàng)公司面臨的一大挑戰(zhàn)就是與資金有關,。然而，Miller和Grigoryan能夠利用美國國家科學基金會(NSF)及其創(chuàng)新兵團計劃,，獲得了他們合作的大部分資金，在短短兩年時間里,，這家初創(chuàng)公司已經成為打印組織結構的專用打印機和水凝膠生物墨水的強勢銷售商,。

該公司的另一大優(yōu)勢是它的位置，就在休斯敦的德克薩斯醫(yī)療中心（TMC）的中心地帶,，在強生創(chuàng)新公司（又稱JLABS）工作,，該公司是一個全球網絡生態(tài)系統(tǒng)，在廣泛的醫(yī)療保健領域賦予發(fā)明者權力,，以加速向世界各地的患者提供拯救生命,、改善生命的健康和保健解決方案。這是迄今為止全球最大的醫(yī)療中心之一,，也是臨床醫(yī)生和外科醫(yī)生渴望看到像Volumetric的生物打印技術從工作臺轉化到床邊的地方,。

"臨床醫(yī)生親眼看到替代組織發(fā)揮作用的必要性和緊迫性。這促使我們?yōu)槲覀兛梢陨�產的潛在器官制定了臨床策略,，我們將如何去生產它,，如何設計臨床試驗，以及為了達到目的需要完成哪些早期研究,。"Miller介紹說,。"我們的工作不僅僅是理論，而是要讓外科醫(yī)生實際使用我們的組織支架,，確定材料是否可以植入,。我們需要知道他們是否可以將縫合線穿透它，并在縫合線不直接脫落的情況下拉出,。我們知道,，我們的工作涉及到為細胞考慮優(yōu)化材料，同時也為外科醫(yī)生考慮,。"

雖然Volumetric還有很多工作要做,，但20多年的生物工程經驗正在幫助Miller找到一個平衡點，讓細胞和外科醫(yī)生都能努力,。

2018年,，Jordan Miller和Bagrat Grigoryan在創(chuàng)立Volumetric后（圖片由Volumetric提供）

Miller對Volumetric的未來有著非常特別的愿景，部分原因是他認為該技術具有高度的可擴展性,。他認為,，對于Volumetric這樣的生物打印公司來說，未來的發(fā)展方向類似于位于布拉格的開源3D打印公司Prusa的情況，只不過在這種情況下,，是用于生物制造,。

"他們[Prusa]正在使用3D打印機制造他們需要的零件，依靠一個不間斷運行的打印農場,，攪出大量高價值的作品,。這就是我們看到的未來再生醫(yī)學的完美比喻，像Volumetric這樣的公司將開發(fā)大型生物打印農場,，將活體組織規(guī)�,；�，最終可以成為人們的器官和組織替代品,。"

Volumetric的研究人員一直在平心靜氣地工作,，為工程組織構建提供血管結構。這是該領域最困難的功績之一,，因為致力于人工血管的生物制造的研究人員遇到了一些挑戰(zhàn),，以創(chuàng)建能夠為3D生物工程組織的細胞提供氧氣和營養(yǎng)物質的功能性血管狀結構。然而,，米勒在萊斯和Volumetric實驗室的進展使他創(chuàng)造了第一個生物打印技術,，解決了多血管化的挑戰(zhàn)。

"現(xiàn)在,，再生醫(yī)學領域的潛力是有史以來最大的,，我們對細胞與材料的相互作用比以前了解得更多，我們的技術平臺讓人們能夠更深入地研究生物學,，開發(fā)新的材料,，推動這個領域的發(fā)展�,！�


編譯自：3dprint