讓醫(yī)學不再“血腥”，歐盟3D生物打印項目將提供更人性化的動物試驗替代方案

導讀：在醫(yī)學研究中存在著不可或缺的一環(huán),，便是動物活體實驗。據(jù)不完全統(tǒng)計,，每年全世界范圍內(nèi)約有幾百萬只動物成為科學實驗的犧牲品,，盡管聽起來有些血腥，但這也是醫(yī)學發(fā)展必須經(jīng)歷的過程,。不過近年來隨著3D生物打印技術(shù)的發(fā)展,，一些通過生物打印的構(gòu)建體有望實現(xiàn)活體組織的功能化替代，并逐步達到取代動物實驗的目的,。

△2014年約40萬只小鼠葬身實驗室

2022年2月18日,，南極熊獲悉，歐盟（EU）資助的一個項目正在尋求通過3D生物打印的方式減少實驗醫(yī)學研究中的動物測試。

在加泰羅尼亞生物工程研究所（IBEC）的協(xié)調(diào)下,，BRIGHTER（通過光板光刻技術(shù)進行生物打�,。焊叻直媛屎透咚俣鹊膹碗s組織工程）項目正在為組織工程和再生醫(yī)學開發(fā)新的三維生物打印工藝，以便在這些領(lǐng)域減少對動物標本的使用,。

特別值得注意的是是,，該項目專注于使用基于圖案化激光光片的新型生物打印技術(shù)來制造人類皮膚。

BRIGHTER項目協(xié)調(diào)員ElenaMartinez教授說："我們創(chuàng)新的3D生物打印系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了更接近真實的組織,，而且比目前的系統(tǒng)快得多,，這是確保新組織可行性的基本因素�,！�

△一個含有皮膚細胞矩陣的小方塊,。照片來自IBEC。

通過3D打印減少動物試驗

3D生物打印技術(shù)在過去十年中取得了飛躍性的發(fā)展,，在開發(fā)可行的病人特定組織方面取得了重大進展,。雖然這些發(fā)展為未來的藥效試驗帶來了希望，但這些組織在很大程度上仍然是實驗性的,，離人體藥物試驗還有幾十年的時間,。

然而，學術(shù)界和工業(yè)界都在努力改變這種狀況,，瑞典生物打印機制造商CELLINK承諾推進其對動物無害細胞測試模型的研究,，并在斯圖加特大學使用微型皮膚模型來測試癌癥藥物的療效，以期淘汰動物測試,。

在其他地方,，F(xiàn)luicell公司的Biopixlar平臺已經(jīng)生產(chǎn)出高度復雜的神經(jīng)模型，這展現(xiàn)出出未來的臨床藥物篩選應用潛力,，而UpNano公司的NanoOne Bio系統(tǒng)正專注于細胞培養(yǎng)微結(jié)構(gòu)的制造,，這可能有助于減少臨床試驗背后的動物實驗數(shù)量。

△CELLINK公司已經(jīng)收購了體外技術(shù)專家MatTek公司,，以創(chuàng)建一個無害的藥物測試模型,。照片來自MatTek。

更加人性化的動物試驗替代方案

除了IBEC,，法蘭克福歌德大學,、以色列的Technion中心以及生物技術(shù)公司Mycronic和Cellendes也參加了BRIGHTER項目。該計劃希望能克服目前限制復雜人體組織制造的許多技術(shù)障礙,。

這些合作伙伴正在合作開發(fā)一種新型的光板生物打印工藝,，能夠產(chǎn)生復雜而準確的體外模型，可用于制藥業(yè)和研究環(huán)境中的化妝品和藥物測試,。

為了對該技術(shù)進行微調(diào),，BRIGHTER團隊正在努力3D打印人類皮膚,，這是一種高度復雜的組織，由多種細胞類型和結(jié)構(gòu)組成,，如汗腺和毛囊,。水凝膠將構(gòu)成生物打印過程的一個關(guān)鍵組成部分，因為它們構(gòu)成了細胞生長和形成新組織的基礎(chǔ),，而且還可以使用患者自身的細胞對其進行個性化定制,。

為了打印出具有所需結(jié)構(gòu)、形狀和一致性的皮膚,，研究人員正在使用先進的成像技術(shù),，結(jié)合光片和高分辨率數(shù)字光罩的照明。通過將激光直接應用于水凝膠,，其中的細胞可以被 "圖案化 "并被塑造成合適的形狀,，使研究小組能夠控制3D打印結(jié)構(gòu)的硬度、形狀和尺寸,。

對水凝膠進行高水平塑形的能力對于成功打印人類皮膚尤為關(guān)鍵,，因為這種組織是由許多不同類型的細胞層組成的。根據(jù)BRIGHTER團隊的說法,，他們的生物打印過程還能夠產(chǎn)生打印組織的血管,，并使皮脂腺和汗腺的功能，以及毛囊生長頭發(fā),。

IBEC的博士后研究員NuriaTorras博士說："我們希望能夠在大約10分鐘的時間內(nèi)打印出面積為1平方厘米,、厚度為1毫米的皮膚樣本，而且細胞存活率超過95%,，大大改善目前的生物打印條件。"

BRIGHTER項目希望體外皮膚模型的成功打印將驗證其在制藥和研究環(huán)境中的應用潛力,，并最終減少藥物和化妝品測試的動物實驗,。