Systemic Bio 利用生物3D打印水凝膠和人體細胞加速藥物開發(fā)

導讀：在全球制藥行業(yè)加速創(chuàng)新的背景下，3D生物打印正逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域不僅包括再生醫(yī)學方面，也涵蓋了藥物研發(fā)。

2025年9月28日，南極熊獲悉，作為3D Systems旗下的子公司，Systemic Bio 正在探索一種全新的路徑：通過水凝膠與人體細胞結(jié)合，利用高精度3D生物打印技術(shù)批量構(gòu)建功能性血管化組織，并基于這些數(shù)據(jù)驅(qū)動藥物研發(fā)的效率提升。這一模式不僅有望縮短新藥研發(fā)周期，更可能改變整個醫(yī)療創(chuàng)新生態(tài)。

從科研初心到產(chǎn)業(yè)化探索

Systemic Bio的核心人物——首席執(zhí)行官塔西·佩雷拉（Taci Pereira）長期從事于生物工程研究，她在哈佛大學求學期間，接觸到組織工程與生物材料領(lǐng)域，深刻認識到其在癌癥治療和藥物輸送中的潛力。隨后，她加入初創(chuàng)公司Allevi，從研發(fā)到市場營銷幾乎承擔了所有角色，積累了從實驗室研究到產(chǎn)業(yè)實踐的經(jīng)驗。

△塔西·佩雷拉（右）

Allevi的快速成長及最終被3DSystems收購，為她帶來了新的舞臺：接觸工業(yè)級生物打印系統(tǒng)和大規(guī)模應(yīng)用場景。正是在這一階段，她萌生了創(chuàng)立SystemicBio的想法——如果能將高通量、可重復的生物打印技術(shù)與藥物研發(fā)相結(jié)合，或許能突破傳統(tǒng)模型的局限，為制藥行業(yè)提供全新的預測工具。

3D打印如何改變藥物開發(fā)邏輯

與公眾熟悉的“打印器官”愿景不同，Systemic Bio的重點并非直接制造可移植組織，而是利用生物打印構(gòu)建高質(zhì)量的人體組織模型，進而為藥物研發(fā)提供真實、可靠的測試環(huán)境。

在傳統(tǒng)藥物研發(fā)路徑中，研究人員往往依賴動物實驗或二維細胞培養(yǎng)來預測藥物效果。然而，這些方法與真實人體的差異顯著，導致臨床試驗階段的高失敗率。Systemic Bio則希望通過生物打印的組織模型，將人體相關(guān)數(shù)據(jù)直接納入計算與分析，從而提高預測的準確性。

公司采用的技術(shù)是3D Systems研發(fā)的工業(yè)級光固化生物打印平臺，能夠在水凝膠基底中構(gòu)建精細的血管化結(jié)構(gòu)，并在其上接種不同類型的人體細胞。這種方法既保證了組織模型的復雜性和功能性，又具備規(guī)?；a(chǎn)的可能。目前，Systemic Bio已經(jīng)能夠在受控質(zhì)量體系下，每月制造數(shù)千個一致的組織樣本，用于內(nèi)部研發(fā)和制藥公司合作項目。

增材制造賦能的獨特優(yōu)勢

生物打印在藥物研發(fā)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：

(1)   幾何復雜性：打印出的組織能夠模擬自然界中的復雜結(jié)構(gòu)，這是傳統(tǒng)模具或培養(yǎng)技術(shù)難以實現(xiàn)的。

(2)   高度靈活性：藥物研發(fā)涉及廣泛的作用機制和疾病模型，而基于藥物3D打印，研究人員只需更新設(shè)計文件即可更換組織類型或結(jié)構(gòu)，而無需改變硬件設(shè)備，極大提高了研發(fā)效率。

(3)   快速迭代：增材制造天然具備原型驗證的速度優(yōu)勢，使得藥物篩選與模型優(yōu)化更加高效。

當然，挑戰(zhàn)依然存在。如何確保大規(guī)模生產(chǎn)中的一致性和可重復性，是當前亟需攻克的關(guān)鍵問題。SystemicBio正在通過標準化生產(chǎn)流程和嚴格的質(zhì)量控制來應(yīng)對這一難題。

從藥物篩選到智能預測

Systemic Bio的目標不僅僅是打印出功能性組織，更重要的是構(gòu)建一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的預測平臺。通過對不同組織在藥物作用下的反應(yīng)進行系統(tǒng)化記錄，并結(jié)合劑量、結(jié)構(gòu)和作用機制等參數(shù)，公司正在建立一個龐大的數(shù)據(jù)集。

這些數(shù)據(jù)將成為人工智能和機器學習模型的訓練基礎(chǔ)，能夠在未來實現(xiàn)對藥物安全性和療效的智能預測。例如，預測某種候選藥物是否會對肝臟產(chǎn)生毒性，或是否在特定腫瘤環(huán)境中有效。這種模式不僅能大幅度減少臨床試驗失敗的風險，還能幫助企業(yè)在早期階段做出更準確的研發(fā)決策。

未來圖景：從功能性組織到完整器官

在Systemic Bio的愿景中，生物打印將在兩個層面重塑醫(yī)學：其一，在中短期內(nèi)，通過批量化生產(chǎn)功能性組織，推動藥物研發(fā)、疾病模型建立以及個性化治療；其二，在長期目標上，則是邁向完整器官的生物打印。這一目標曾被認為遙不可及，但如今，隨著工業(yè)級生物打印、自動化技術(shù)以及監(jiān)管機構(gòu)對動物試驗替代方案的支持逐漸成熟，未來或許不再遙遠。

△SystemicBio團隊

Pereira坦言，十年前業(yè)內(nèi)便有人預測“5到10年內(nèi)可以打印完整器官”，但現(xiàn)實是，科學發(fā)展往往復雜且緩慢。她強調(diào)，Systemic Bio采取的策略是既要雄心勃勃，又要務(wù)實冷靜：不急于追逐終極愿景，而是通過每一個可驗證的進展，逐步積累可重復、可信賴的數(shù)據(jù)。

“生物打印的前景極其廣闊，但真正實現(xiàn)突破需要毅力和嚴格的方法論。”她指出，只有專注于解決正確的問題，才能推動這一領(lǐng)域不斷向前。

在全球制藥產(chǎn)業(yè)面對高成本和高失敗率困境的當下，Systemic Bio的模式有望成為新的突破口。通過水凝膠與人體細胞結(jié)合的生物打印平臺，他們正在搭建一個橋梁，將人體真實反應(yīng)與藥物研發(fā)直接相連。這不僅能加速新藥的誕生，也將推動整個醫(yī)療行業(yè)向更加精準和高效的方向發(fā)展。