按需生物打印組織技術將到來

南極熊3D打印網報道
    英國斯旺西大學生命科學技術衍生公司3Dynamic Systems Ltd宣布了公司兩款3D生物打印機器的可用性，分別是Alpha和Omega生物打印機。
    Alpha和Omega生物打印機可以沉積多種生物活性和生物兼容的材料。據(jù)南極熊3D打印網了解，公司目前正在研究制造3D可以移植骨骼以及按需制造復雜生物組織。3Dynamic Systems開發(fā)的這個令人興奮的組織工程技術突破某天將能用于有效治療嚴重受傷的病人。
    3Dynamic Systems，位于斯旺西大學，是由Daniel J Thomas博士（下圖）創(chuàng)立，他是工程學院打印與涂層威爾士中心（Welsh Centre for Printing and Coating）的高級研究員。創(chuàng)立3Dynamic Systems的目標是開放生物打印研究，向希望制造出3D生物組織的研究者提供高質量的研究機器。

    其系統(tǒng)使用了三維功能性宏觀組織系統(tǒng)給的逐層的增材制造方式。這些基于干細胞的材料，具有可測量的生物屬性，可以發(fā)展成具有活性的組織結構。
    所有的3Dynamic Systems系統(tǒng)都是軟件自動控制，由敏感電子零件和機械零件驅動。對比傳統(tǒng)的3D打印技術，3Dynamic Systems在兩種運行模式中的具有一致的精度。首先它們擁有高精度10微米模式，速度可達到50mm/s，而超高精度2微米模式，速度則達到2mm/s。
    這些系統(tǒng)都由以下的元件組成：

• 單個和雙雙變速控制注射泵驅動器，精確控制3D空間中干細胞材料和支架材料的沉積。
• 3軸電腦數(shù)控底盤，用于定位注射器到10微米等級的精度。
• 集成控制系統(tǒng)，內置電子原件與控制固件。
• 內置干細胞孵化平臺，維持精確的保持溫度。
• 攝像機系統(tǒng)，實時監(jiān)控記錄制造過程。
  

    3Dynamic Alpha系列

    第一個系統(tǒng)是3Dynamic Alpha系列，這是單擠出骨骼組織制造平臺。這款機器可以制造出基于磷酸鈣的骨骼，可用于再生嚴重的非穩(wěn)定性骨折。通過精確沉積一種特殊的骨骼復合材料，可以制造出正確的解剖集合。這種材料源于血小板源生長因子。這種生長因子通過募集生成骨骼的干細胞以及形成支持結構（如血管）為組織的在成創(chuàng)造出合適的環(huán)境。

    3Dynamic Systems Alpha Bone Tissue Workstation（骨骼組織工作站）是一款可以制造出生物兼容的骨小梁結構的特殊3D打印機。
    系統(tǒng)規(guī)格：

• 功率: 240伏特 30安培
• 精度: ±10 微米
• 步進電機: 2 階段 NEMA23
• 打印體積: 150MM (X) X 100MM (Y) X 100MM (Z)
• 擠出機: 單
• 供熱系統(tǒng): 感應
• 機器尺寸: 500 X 750MM
• 安全系統(tǒng): 緊急停機
• 每臺Alpha都是根據(jù)訂單生產，將在訂購的4周之內發(fā)貨
• 系統(tǒng)售價: 18,680英鎊
  

    3Dynamic Omega系列

    第二個系統(tǒng)是雙擠出3Dynamic Omega系列生物打印機，用于制造三維的軟組織結構。目前，這款打印機可以制造異質性組織，可以用在藥物測試試驗中。這種技術作為生物打印不同組織（包括肌肉、脂肪和皮膚）的方式被研究。利用這種技術，人們將能按需生產可移植的復雜組織的有效技術工具。

    3Dynamic Systems Omega Tissue Engineering Workstation，是使用可打印的生物活性凝膠、蛋白質生長因子和支架生成異質性組織的雙擠出3D生物打印機。
    系統(tǒng)規(guī)格：

• 功率: 240伏特 30安培
• 精度: ±10 微米
• 步進電機: 2 階段 NEMA23
• 打印體積: 210MM (X) X 100MM (Y) X 60MM (Z)
• 擠出機: 雙
• 供熱系統(tǒng): 電阻
• 開發(fā)工具: 有
• 機器尺寸: 500 X 750MM
• 系統(tǒng)售價: 18,680英鎊
  

    每一臺Omega都是根據(jù)訂單生產，將在訂購后的8周內發(fā)貨。

    可3D生物打印結構
    3D結構制造的數(shù)據(jù)可以從CT掃描、3D設計或者3D激光掃描數(shù)據(jù)中獲取。這種應用可以用于制造3D干細胞組織結構。隨著未來研究發(fā)展，這種技術還將可以制造一下類型的組織，包括：

• 血管與動脈;
• 氣管結構;
• 神經纖維;
• 組織結構;
• 心臟補丁。
  

    材料
    目前，這些系統(tǒng)已經可以用于生物打印基于水凝膠的軟組織以及利用聚己內酯、磷酸氫鈣和水凝膠矩陣制造的合成生物相容骨骼。
    宏觀3D生物打印的方法還用于生成異質性組織，通過沉積活細胞和合適的支架材料結合的生物凝膠。這些預組織結構隨后會經過三周的時間發(fā)展為成熟的組織。這賦予了組織工程領域研究者們研究不同的組織成熟過程的能力。
    其他相容材料還包括：

• 聚乳酸 (PLA)
• 聚乙醇酸 (PGA)
• 聚乙二醇衍生物 (PEG)
• 纖維蛋白
• 彈性蛋白
• 膠原蛋白
• 藻朊酸鹽
• 瓊脂糖
  

    Thomas博士補充：“3Dynamic Systems使用簡單的技術將可以見證生物打印研究的廣泛采用以及短期之內更進一步的創(chuàng)新，為領域中的研究有效地生產出實驗組織以及按需生產多種類型的組織�！�
    “3Dynamic Systems開發(fā)的生物打印技術將有一天可以改變再生醫(yī)學領域，為我們帶來的直接生物工程，按需制造用于移植的人體組織。”
     “這種令人興奮的技術將會帶來生物制造的技術革命。”

    via www.3ders.com

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