讓醫學不再“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
時間：2022-02-19 21:11 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：在醫學研究中存在著不可或缺的一環，便是動物活體實驗。據不完全統計，每年全世界范圍內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，但這也是醫學發展必須經歷的過程。不過近年來隨著3D生物打印技術的發展，一些通過生物打印的構建體有望實現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，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）的協調下，BRIGHTER（通過光板光刻技術進行生物打印：高分辨率和高速度的復雜組織工程）項目正在為組織工程和再生醫學開發新的三維生物打印工藝，以便在這些領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來制造人類皮膚。
BRIGHTER項目協調員ElenaMartinez教授說："我們創新的3D生物打印系統不僅實現了更接近真實的組織，而且比目前的系統快得多，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生物打印技術在過去十年中取得了飛躍性的發展，在開發可行的病人特定組織方面取得了重大進展。雖然這些發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，學術界和工業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，Fluicell公司的Biopixlar平臺已經生產出高度復雜的神經模型，這展現出出未來的臨床藥物篩選應用潛力，而UpNano公司的NanoOne Bio系統正專注于細胞培養微結構的制造，這可能有助于減少臨床試驗背后的動物實驗數量。
△CELLINK公司已經收購了體外技術專家MatTek公司，以創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障礙。這些合作伙伴正在合作開發一種新型的光板生物打印工藝，能夠產生復雜而準確的體外模型，可用于制藥業和研究環境中的化妝品和藥物測試。為了對該技術進行微調，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構組成，如汗腺和毛囊。水凝膠將構成生物打印過程的一個關鍵組成部分，因為它們構成了細胞生長和形成新組織的基礎，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構、形狀和一致性的皮膚，研究人員正在使用先進的成像技術，結合光片和高分辨率數字光罩的照明。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打印結構的硬度、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鍵，因為這種組織是由許多不同類型的細胞層組成的。根據BRIGHTER團隊的說法，他們的生物打印過程還能夠產生打印組織的血管，并使皮脂腺和汗腺的功能，以及毛囊生長頭發。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。
(責任編輯：admin)
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