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

2023年7月，南極熊獲悉，名為HU3DINKS的新國際聯(lián)盟正在團結起來完成一個使命：開發(fā)用于生物3D打印的基于人體組織的生物墨水，取代動物源性生物墨水，引領生物打印革命。



生物打印中使用的許多生物墨水都并非來源于人類，大部分是動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，人體組織的復雜混合物，包括細胞外基質（ECM）、糖胺聚糖或多糖，很難復制。

HU3DINKS 在其項目數(shù)據(jù)庫中指出，Matrigel（康寧公司著名的凝膠狀蛋白 ECM 材料）源自小鼠腫瘤模型，其起源存在倫理問題、生長因子的過度表達以及批次間的變異性使其不適合臨床應用。因此，迫切需要替代方案，不僅是因為動物測試的倫理問題，而且是為了更準確地模擬人體組織過程和條件。

合成聚合物已被探索和開發(fā)，但它們也面臨著挑戰(zhàn)，研究人員提出了人體復雜性的簡化版本，這些材料的體外測試與動物模型之間存在明顯的差距。有鑒于此，HU3DINKS 項目正在冒險進入未知領域，專注于創(chuàng)建下一代基于人體組織的生物墨水，特別是源自人類胎盤的生物墨水。The Human Touch (THT) Biomaterials開發(fā)的人類胎盤基質和其他人性化產品將以零殘忍的方式構成新生物墨水。

THT Biomaterials 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Johannes Hackethal 在 LinkedIn 上評論了這一消息：“共同努力，將 3D 生物打印技術帶入手術室等應有的地方。在多個層面上為人類提供人性化醫(yī)學是我們的日常使命。”


△THT Biomaterials 人胎盤基質。

該聯(lián)盟表示，在 3D 打印中使用人類生物墨水的潛在優(yōu)勢是巨大的。HU3DINKS 計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。這些材料通常來自存儲不同生物樣本的生物庫；手術后或死后捐贈的組織；體外培養(yǎng)人體細胞的細胞培養(yǎng)實驗室、富含干細胞的臍帶血庫、專門生產人體組織產品的公司，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域越來越受到關注。值得注意的進展包括源自人體組織脫細胞細胞外基質的生物墨水，能夠確保更真實的細胞環(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上并非源自人類，但它們可以與人類細胞結合，產生利用人類細胞功能的生物墨水。該領域的多家公司，包括 Celllink、RegenHU、Aspect Biosystems、Tissue Labs和Allevi（現(xiàn)已成為 3D Systems 的一部分）也在開發(fā)基于人體組織的生物墨水。這些品牌與學術實驗室合作，旨在創(chuàng)新和商業(yè)化生物墨水，將人體細胞整合到治療和研究應用中。

未來的先鋒
該聯(lián)盟成功的關鍵是協(xié)作。HU3DINKS 與生物墨水先驅BIO INX等知名生物醫(yī)藥公司和機構合作；MorphoMed，貢獻其醫(yī)療級絲綢技術；UpNano以其在雙光子聚合 (2PP) 高分辨率 3D 生物打印方面的專業(yè)知識而聞名， Ludwig Boltzmann研究所(LBI Trauma) 在驗證新生物墨水方面發(fā)揮著關鍵作用。

利用Xpect-Inx和根特大學的技術，正在改進胎盤材料的打印性能。添加了來自 Morphomed 的絲纖維，使其更加堅固。UpNano 正在調整打印工藝并創(chuàng)造特殊材料以實現(xiàn)更好的細胞打印。LBI Trauma 將測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縫打印的生物墨水。


△NanoOne 2PP 3D 打印機。

除了直接的技術創(chuàng)新之外，HU3DINKS還展望了未來，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、組織工程和個性化醫(yī)療保健中發(fā)揮關鍵作用，目標是為突破性的醫(yī)療保健應用鋪平道路。

BIO INX 首席執(zhí)行官 Jasper Van Hoorick 表示：“盡管將這些應用轉化為臨床現(xiàn)實還需要克服許多障礙，但生物打印技術已經在無動物測試領域提供了解決方案。在這里，“人類 3D 墨水”可以發(fā)揮巨大作用，使生物打印真正實現(xiàn)無動物性。”這些進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行測試，該模型比傳統(tǒng)的 2D 細胞培養(yǎng)物更準確地表示天然 3D 組織。

要將生物打印提升到新的高度，2PP 等技術至關重要。UpNano 的材料專家 Markus Lunzer 強調，“該技術在性能方面取得了一些巨大進步，但目前主要受到高性能生物材料缺乏的限制。HU3DINKS 項目可以通過在結構和組成方面真正模仿人類細胞環(huán)境來引發(fā)該領域的范式轉變。”

HU3DINKS 通過匯集世界各地的專家并致力于擺脫動物性材料，正在為醫(yī)學等領域令人興奮的突破鋪平道路。