现在，在医学研究中使用了3D打印技术来建立更多个性化的治疗方法并加速药物发现。比利时罗马尼亚比分直播这项技术正在释放3D细胞培养方法的潜力，以更好地复制人体，对各种细胞类型有更多的了解，并最终发展患者和器官特异性的治疗途径。本文介绍了3D生物打印 - 它是什么，如何完成 - 并探讨了可能的应用程序和基于植物的生物学的好处。

自从罗伯特·J·克莱伯（Robert J.1988年。¹十五年后，克莱姆森大学的W. Cris Wilson和Thomas Boland推出了第一个喷墨生物生产商 - 标准喷墨设备的改编 - 通过在培养基中打印荧光标记的人类细胞来证明其有效性。²次年，Boland的团队成功地通过将细胞加载到商业立体印刷机上，创建了第一个3D生物生产商，³从那以后，对3D生物打印的应用的兴趣一直在不断增长。

3D Biopinting本质上是添加剂制造的一种形式，并利用了为其他行业开发的3D打印技术。关键区别在于，3D生物原始发电机设计用于打印液体或凝胶（生物键），而不是使用固体材料，并已适应使用生物材料。生物原料可以是喷墨，基于挤出或激光辅助系统，并且每种打印机类型都具有成本，细胞活力，细胞密度和分辨率的好处。与生物互联的兼容性也有所不同，因此重要的是要确保生物生物和生物互一起工作。

生物互联是由什么制成的？

印刷3D组织与2D的打印细胞非常不同，这需要可以将细胞保留在不同层中的材料。生物学是天然或合成的生物材料，可以与活细胞混合并用作印刷组织，器官或骨状结构的基础材料。由生物学成分组成 - 确保细胞保持生存 - 以及维持其流变学特性的结构成分，它们可以是含细胞的，无脚手架或无细胞的。为每种应用选择最合适的生物焦是必不可少的，因为墨水的组成和密度会影响细胞的活力和密度。生物互联也必须稳定稳定，使其可以在不分解的情况下沉积。

不断扩大的市场

负担得起的3D生物打印机的开发使该技术得以更广泛地获得，并且由于过去几年的使用3D Bioprinting在过去的几年中，出版物数量大大增加，因为传统上研究的研究人员重新评估了生物学，这些生物学一直在执行。2d。生物打印的3D细胞培养物为人体提供了更具生物学相关的表示体外研究与2D研究相比，导致疾病，肿瘤和器官模型的发展以及芯片上的器官应用。

研究人员还越来越多地寻求动物模型的替代方案，无论是自愿还是针对收紧法规的响应。可以更准确地检查细胞行为和不同药物的作用，同时减少对动物测试的需求。这已经使诸如癌症研究之类的领域受益，可以打印肿瘤模型以测试治疗反应。也可以进行迁移测定，以了解肿瘤细胞如何移动和与其他细胞相互作用，以及良性细胞如何变得恶性。

此外，3D生物打印为新颖的患者和器官特异性治疗带来了可能性，制造个性化医学更多的是现实。可以收集原代细胞并用于创建患者特异性肿瘤模型，然后将其与不同的化合物筛选，以查看哪种化合物给出了最佳反应，既可以发现药物发现，又可以快速启动定制的治疗方法。比利时罗马尼亚比分直播这是一个巨大而令人兴奋的领域，生物打印可以立即产生影响。

学分：UPM生物医学

使用基于植物的纳米纤维纤维素水凝胶的生物互联正在证明这些应用是一个流行的选择，模仿了体内支持细胞生长和分化的环境。这些生物互联可以在有或没有交联剂的情况下使用，并将其稀释至特定应用所需的刚度，从而使3D生物打印具有高精度细胞定位。与基于动物的凝胶不同，纳米纤维纤维素水凝胶在室温下也是稳定的，并且不会遭受批处理变化，以提高一致性和易用性。

从体外至体内

最近，科学家一直在探索该技术向临床环境的翻译，以打印组织或器官。通常，专门软件用于将医学图像（例如MRI或CT扫描）转换为三维计算机模型，该模型充当生物生产商的指示，从而可以生成感兴趣的身体部分模型，该模型可以，可以从理论上讲，被移植到一个病人。这需要仔细选择最合适，兼容的生物材料和印刷参数，从而使敏感的活细胞逐层打印，然后培养以生成三维模型，以模仿自然组织的行为和结构。

非动物衍生的生物互联（例如纳米纤维纤维素水凝胶）是这种应用的理想选择，因为它们不与人体相互作用以引起免疫反应 - 任何植入物的先决条件 - 使得人植入物印刷的前景更加可行。同样，现在有证据表明，可以在整个方案中使用纳米纤维纤维素水凝胶来生成干细胞疗法（从初始细胞加工和分化到用作注射细胞载体）避免任何基质问题。⁴

未来的方式

如今，前20家制药公司和许多主要的学术机构正在使用3D生物打印机。从药物发现的角比利时罗马尼亚比分直播度来看，3D生物打印产生了更多的生理相关模型，与常用的动物模型相比，提供了更有效的预测，这些预测越来越多，这些模型越来越多地皱眉并立法。更好地模拟人体对不同化合物的反应意味着应更快地从开发管道中消除较差的候选人，从而将重点放在那些成功的可能性最大的人身上。这将有助于加速候选速度，同时降低成本。

终极梦想是器官打印 -例如，适用于糖尿病患者的新胰腺 - 尽管这仍然是一定的路。使用患者自己的细胞进行3D生物打印将减少排斥的可能性，并克服供体短缺问题。但是，植入将需要受到高度调节，并且必须在临床环境中使用具有功能证明的器官进行，并在高度无菌的环境中印刷。自动化在这里具有关键作用，在这里质量控制中起着关键作用，纳米纤维纤维素水凝胶可以帮助您。这些植物衍生的材料可以自动化，可以在整个细胞培养方案中使用，并且可以可靠，可重复生产，日常，月份和年逐年。自动化还开辟了在一个设施中建立和验证端到端协议的可能性，并将其转移到另一个环境，甚至在另一个国家 /地区。这将有助于相关监管机构的批准，并希望更快地采用新型疗法。

结论

3D生物打印为3D细胞培养的闸门打开了闸门，与传统的2D环境相比，研究人员可以轻松地更好地表现人体。这允许研究更复杂，更复杂的结构和作用方式，从而帮助研究人员更好地了解细胞行为，然后将其应用于新型药物疗法和个性化治疗方案的开发。从长远来看，“印刷自己的器官”技术也可能成为现实 - 对于全球研究人员，临床医生和患者来说，这是一个真正令人兴奋的前景。

参考：

1。Klebe RJ。细胞标记：一种微置细胞的方法和两维合成组织的构建。EXP细胞Res。1988; 179（2）：362-73。doi：10.1016/0014-4827（88）90275-3

2。小威尔逊WC，Boland T.细胞和器官打印1：蛋白质和细胞打印机。Anat rec discov mol Cell Evol Biol。2003; 272（2）：491-496。doi：10.1002/ar.a.10057

3。Dhariwala B，Hunt E，Boland T.使用可光聚合水凝胶和立体光刻的组织工程结构的快速原型制作。组织工程。2004; 10（9-10）：1316-1322。doi：10.1089/ten.2004.10.1316

4。Chang H-T，Heuer RA，Oleksijew AM，Coots KS，Roque CB，Nella KT，McGuire TL，Matsuokaa AJ。通过施加纳米纤维纤维素水凝胶，使用持续释放的神经营养因子递送系统，通过施加纳米纤维纤维素水凝胶，在内耳内进行了设计的三维干细胞生态位。Acta Biomater。2020; 108：111-127。doi：10.1016/j.actbio.2020.03.007

关于作者：

Johana Kuncova-Kallio是UPM生物医学的主任。

Erik Gatenholm是BICO首席执行官。

Avijit MinochaBICO是营销主管。