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酷酷的BioBots要掀起活體細(xì)胞3D打印的風(fēng)潮

2015-05-07 來源:健客網(wǎng)社區(qū)  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:生物制造是人工制造活體生物組織結(jié)構(gòu)的過程。這并不是一個(gè)新興領(lǐng)域,人們已經(jīng)對它有了數(shù)十年的研究。但是卡布雷拉和他的聯(lián)合創(chuàng)始人堅(jiān)信,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的商機(jī),可以利用新的設(shè)備取代傳統(tǒng)價(jià)格昂貴(大約10萬美元以上)、體積巨大且操作復(fù)雜的設(shè)備。據(jù)介紹,他們是從體積小且成本低的桌面3D打印機(jī)中獲得了靈感。

  BioBots是一家美國生物技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司,他們的業(yè)務(wù)涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)和化學(xué)兩大領(lǐng)域。該公司的第一款產(chǎn)品是可以打印生物材料的3D打印機(jī),最近剛剛在紐約的TechCrunchDisrupt大會中登臺亮相。據(jù)聯(lián)合創(chuàng)始人丹尼·卡布雷拉(DannyCabrera)介紹,這款打印機(jī)集合了硬件、軟件和濕件(即大腦神經(jīng)系統(tǒng),與計(jì)算機(jī)軟硬件相對應(yīng)),而濕件部分正體現(xiàn)了他們的核心創(chuàng)新技術(shù)。

  生物制造是人工制造活體生物組織結(jié)構(gòu)的過程。這并不是一個(gè)新興領(lǐng)域,人們已經(jīng)對它有了數(shù)十年的研究。但是卡布雷拉和他的聯(lián)合創(chuàng)始人堅(jiān)信,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的商機(jī),可以利用新的設(shè)備取代傳統(tǒng)價(jià)格昂貴(大約10萬美元以上)、體積巨大且操作復(fù)雜的設(shè)備。據(jù)介紹,他們是從體積小且成本低的桌面3D打印機(jī)中獲得了靈感。

  普通的3D打印機(jī)利用塑料進(jìn)行打印,而BioBots公司的3D打印機(jī)則利用特殊的墨水。這種墨水由生物材料和活體細(xì)胞組成,可以用來打印3D活體生物組織和微型人體器官。目前,他們打印出來的產(chǎn)品可以用于科研和臨床階段之前的篩查,比如替代動(dòng)物完成藥物檢測。雖然生物制造領(lǐng)域逐漸向著制造可替代性人體器官的方向發(fā)展,但是BioBots公司依舊不能利用人體細(xì)胞打印出可供替換使用的器官。據(jù)卡布雷拉介紹,短期之內(nèi),該公司技術(shù)的潛在用途將是幫助培養(yǎng)特定的疾病治療方法。

  他表示:“我們目前真的只是把這款設(shè)備看成是制藥公司的產(chǎn)品,僅用于臨床藥物試驗(yàn)。你可以在我們設(shè)備的幫助下利用人體細(xì)胞打印出活體生物組織模型,而這些模型比傳統(tǒng)2D組織要更加復(fù)雜精致。這些打印出來的組織模型概括了人體的功能,你可以用它們研發(fā)用于臨床實(shí)踐的化合物。這樣一來,你就能在進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段之前找到假陽性誤報(bào)的情況。”

  “我們認(rèn)為這種技術(shù)是研發(fā)個(gè)性化治療方案的一個(gè)途徑。未來病人來到診所后,醫(yī)生可以直接提取他們的細(xì)胞并打印3D組織、微型組織,然后利用這些個(gè)性化產(chǎn)品為病人測試不同的治療方案、藥物療效。同樣,醫(yī)生也能據(jù)此為病人特定的病情制定個(gè)性化的療法。”

  “在傳統(tǒng)方法中,我們把一些疾病歸成一類,然后給他們起一個(gè)名字。但是這些疾病在每個(gè)人身上的表現(xiàn)情況都不相同。而且藥物研發(fā)過程也有些跟不上時(shí)代發(fā)展–我們總是在昂貴的臨床試驗(yàn)中研發(fā)一種能適用于成千上萬病人的藥物,卻不能研發(fā)個(gè)性化的藥品。但是今天,技術(shù)讓個(gè)性化藥物成為現(xiàn)實(shí),我們可以為一個(gè)病人單獨(dú)研發(fā)一種藥物。”他補(bǔ)充道。

  BioBots最初是一個(gè)起源于大學(xué)宿舍的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。去年7月,兩位聯(lián)合創(chuàng)始人在賓夕法尼亞大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)學(xué)位時(shí),他們對基因工程和組織工程學(xué)產(chǎn)生了興趣。

  卡布雷拉說:“我們的想法是,我們可以利用和傳統(tǒng)3D打印機(jī)一樣的方式,打造一款體積更小,價(jià)格更便宜的生物科技領(lǐng)域設(shè)備。當(dāng)時(shí),傳統(tǒng)生物制造領(lǐng)域的設(shè)備都體積巨大,看起來就像古老的計(jì)算機(jī)主機(jī),能占據(jù)整個(gè)房間。而且那些設(shè)備通常耗資五十萬美元,操作起來非常困難。你需要找專業(yè)的技術(shù)人員才能完成操作。”

  BioBots早期在賓夕法尼亞大學(xué)的比賽中贏得了5000美元的資金,研發(fā)了他們的第一代原型設(shè)備。此后他們成功向一位博士生賣出了一款設(shè)備,并通過了賓夕法尼亞州DreamitHealth加速器項(xiàng)目的篩選,加入到了去年秋天的項(xiàng)目之中,獲得了50000美元的資金支持。目前,該公司的第一代生物材料打印設(shè)備已經(jīng)發(fā)貨。他們與研究人員緊密合作,不斷調(diào)試自己的初代產(chǎn)品。據(jù)悉,如果研究人員愿意幫助BioBots公司進(jìn)行研發(fā)工作,他們將以5000美元的價(jià)格買到這款3D打印設(shè)備。

  他們的商業(yè)模式是向研究人員銷售不同類型的墨水,而不同的墨水可以打印出不同的生物材料。他們推出了測試版的軟骨組織墨水工具箱,售價(jià)700美元。

  BioBots的打印機(jī)使用藍(lán)色可見光和摻有特定墨水的復(fù)合型光引發(fā)劑加工處理生物組織,而不是像其他設(shè)備那樣采用紫外線和壓力完成打印??ú祭桌榻B稱,他們的方法效率更高,因?yàn)槔脡毫妥贤饩€打印活體組織會損傷活體細(xì)胞,而藍(lán)色可見光對細(xì)胞沒有不利影響。

  為了利用這款設(shè)備打造生物組織(比如一片骨骼、軟骨或者肝臟),用戶需要將該公司的光引發(fā)劑粉末與他們想要用于打印的活體細(xì)胞集合起來。同時(shí),他們還需要加入結(jié)合因子,確保細(xì)胞結(jié)合在一起。

  卡布雷拉解釋道:“我們的墨水由三種粉末構(gòu)成,用戶需要加入結(jié)合因子和自己想要使用的活體細(xì)胞。混合之后等待5-10分鐘,然后將這些物質(zhì)加入到打印設(shè)備里。用戶還需要利用AutoCAD、Solidworks等CAD設(shè)計(jì)軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。我們的軟件能將設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)化成打印機(jī)可以識別的指令。”

  BioBots公司的3D打印機(jī)內(nèi)置了一個(gè)擠壓機(jī),利用液壓將材料擠出噴頭。一旦生物材料打印成型,設(shè)備會利用藍(lán)色的可見光完成結(jié)構(gòu)硬化工作。打印的時(shí)間根據(jù)打印內(nèi)容各不相同,取決于你試圖制造組織的類型。

  “目前為止,我們的客戶已經(jīng)打印出了骨骼、肺、肝、心臟、大腦、皮膚和軟骨。”卡布雷拉稱。

  Techcrunch網(wǎng)站就BioBots公司的3D打印機(jī)對卡布雷拉進(jìn)行了采訪。

  問:你的分銷策略是什么?你計(jì)劃如何向醫(yī)院和醫(yī)生銷售自己的設(shè)備?醫(yī)療保險(xiǎn)可以報(bào)銷打印費(fèi)用嗎?

  答:目前階段,我們的產(chǎn)品更多是一個(gè)研究工具。我們正努力向藥企推銷這款設(shè)備,與他們的研發(fā)部門進(jìn)行協(xié)商。所以目前我們沒有和醫(yī)生產(chǎn)生聯(lián)系,只是與研究人員打交道。我們有很多現(xiàn)有的渠道,可以向制藥企業(yè)出售這款設(shè)備。同時(shí)我們也在尋找合作伙伴,希望能與制藥公司達(dá)成合作。

  問:你有很多合作伙伴,他們給你提供設(shè)備的反饋意見和數(shù)據(jù)了嗎?他們使用你的設(shè)備了嗎?他們都打印了什么組織?

  答:我所展示的客戶都是早期用戶,他們在我們推出墨水工具箱之前就購買了打印設(shè)備。他們會告訴我們他們的一切行動(dòng),比如如何使用設(shè)備。這給我們提供了大量組織工程學(xué)方面的信息和數(shù)據(jù)。在他們的幫助下,我們才發(fā)現(xiàn)應(yīng)該推出一款軟骨組織墨水工具箱。生物制造領(lǐng)域的研發(fā)中心要花費(fèi)數(shù)千萬美元在研究上,而我們的設(shè)備能加速他們的研發(fā)。

  問:你如何定義成功?你認(rèn)為設(shè)備銷售成功嗎?目前銷售局面是不是和你的構(gòu)想一樣呢?

  答:我們的設(shè)備本身是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng),因此可以用很簡單的方法衡量它–分辨率和精確度。當(dāng)然,這與使用設(shè)備的研究人員以及他們的工作密切相關(guān)。比如對于制藥公司來說,他們需要打印微型腫瘤,并對其進(jìn)行藥物測試,觀察藥物是否有效。我們希望打印出來的組織能具備人體的基本功能,展示人體內(nèi)的活動(dòng)情況。如果能做到這一點(diǎn),我們設(shè)備就是成功的。如果做不到這一點(diǎn),那么我們就要從頭再來。這正是數(shù)字制造技術(shù)的意義–減少周轉(zhuǎn)時(shí)間,幫你快速變更設(shè)計(jì)方案。

  問:器官替代領(lǐng)域可以使用你的設(shè)備嗎?在很多生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究中,你可以培育一個(gè)皮膚移植標(biāo)本并在上面測試藥物。你如何看待這種替換?

  答:首先,我們打印出來的組織不會替換任何人體組織。傳統(tǒng)模式下,我們只能打造2D組織樣本,現(xiàn)在我們的設(shè)備給了你創(chuàng)造3D組織的能力。這在生理學(xué)角度意義重大。3D情況下的細(xì)胞與2D狀態(tài)下的表現(xiàn)完全不同,因此制藥公司對我們的技術(shù)非常興奮,紛紛表示這就是他們一直以來尋求的東西。歐洲已經(jīng)禁止利用動(dòng)物進(jìn)行化妝品測試,因此我們設(shè)備打印出來的組織就有了用武之地,它可以替代動(dòng)物完成實(shí)驗(yàn)。相信在未來,我們的打印機(jī)能打印出可以完全替代藥物臨床研發(fā)的組織器官。

  理想狀態(tài)下,我們都希望對個(gè)體測試專門為其研發(fā)的個(gè)性化藥物??墒菃栴}在于沒有人愿意把自己當(dāng)小白鼠。可是我們的設(shè)備能夠通過患者的細(xì)胞打印3D組織,進(jìn)而用于藥物研發(fā)。這樣,研究人員不需要對患者本人開展實(shí)驗(yàn),而是可以對組織結(jié)構(gòu)測試藥物。

  問:市面上還有其他公司制造醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的3D打印機(jī)。你能否介紹下你們使用的這個(gè)不殺傷細(xì)胞的技術(shù)呢?在沒有大量資金支持的情況下,你們?nèi)绾窝邪l(fā)了這個(gè)技術(shù)?這個(gè)技術(shù)有多可靠?其他人為了模仿你們的技術(shù)會干些什么呢?

  答:我是賓夕法尼亞大學(xué)的學(xué)生。畢業(yè)之后我遇到了一個(gè)朋友(公司另一個(gè)創(chuàng)始人里卡多),他當(dāng)時(shí)正在研發(fā)我們現(xiàn)在產(chǎn)品的原型設(shè)備。畢業(yè)之后,我們偶然發(fā)現(xiàn)了一種人們用于多種其他不同用途的化學(xué)物質(zhì)。我們當(dāng)時(shí)在尋找一種不損傷細(xì)胞的技術(shù),然后就發(fā)現(xiàn)一種化合物。它與可見光結(jié)合,能達(dá)到我們要的效果。我們進(jìn)行了測試,效果非常好。此前,沒有人在3D打印活體組織領(lǐng)域申請過可見光技術(shù)的專利。因此,我們覺得這是個(gè)機(jī)會。而且,這個(gè)技術(shù)在生物學(xué)角度上也說得通。今年早些時(shí)候我們提交了專利申請。我們認(rèn)為這個(gè)技術(shù)是可靠的。而且它不僅可靠,更是制造活體組織的最佳途徑。

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