Aether科學總監Karen Dubbin談未來生物3D列印技術發展

近日，生物3D列印公司Aether任命Karen Dubbin為科學總監。據悉，來自麻省理工學院和斯坦福大學材料科學與工程學院的Dubbin對再生醫學生物材料感興趣。

據3D虎了解，其曾在哈佛大學/麻省理工學院HST計劃的Ali Khademhosseini實驗室工作，使用熱響應模具開發用於模擬高通量藥物測試的小組織。在斯坦福大學Sarah Heilshorn實驗室工作的時候，其在細胞移植和生物列印應用方面開展了可注射水凝膠的研究。

作為Aether的科學總監，Dubbin目前正在開發一系列生物油墨，該公司預計將於2017年年底公布。

Aether的科學總監Karen Dubbin談未來3D列印發展

熱塑性塑料、熱固性材料和金屬在過去10年中迅速增長，使大型公司、學術實驗室和個人更容易獲得3D列印超。桌面印表機的發展和硬體和耗材的成本降低導致了技術的可訪問性的增加。

許多K-12學生現在可以在學校或本地圖書館使用3D印表機，這對於那些在十年前上學的人來說似乎是不可思議的。隨著技術可及性的增加，創新的障礙降低。我們聽到學生列印自己設計的產品，如製造假肢和用於貨物交付的無人機，並且每天都會開發新的應用程序。

在接下來的五年中，3D列印在這些領域的可用性的增加對於創新的激增至關重要，有可能改變從食品到醫藥的主要行業。

3D列印應用於醫學

想像一下，生活在一個科學家可以為您的傷害或疾病專門設計替代組織的世界。

雖然目前醫生依賴器官移植和自體移植等策略來代替損傷的組織，但研究人員多年一直對使用3D列印技術開發工程組織進行植入或藥物測試有興趣。

組織和器官由不同細胞類型的複雜布置以及如脈管系統等複雜的3D結構組成。與其他製造技術相比，3D列印是一種有希望的技術，可以潛在地用於模擬生物學，因為它可以產生部分複雜性和重現性。

這些功能有可能通過利用開發用於聚合物、金屬或陶瓷的3D列印技術來改變組織工程，以精確地模擬細胞發展複雜的組織和器官。這可以通過將活細胞封閉在用於列印的生物材料支架內，或者列印可嵌入細胞以產生「活的」材料的支架。

生物3D列印面臨的挑戰

將這種技術從無機材料列印成活細胞的成功轉化將需要解決許多挑戰，包括長時間維持細胞活力。

在這個時候，我們無法預測是否或何時克服這些挑戰，但如果我們這樣做，對人類健康的好處可能是前所未有的。目前，美國每天有22人都在等待器官移植。

具有生產替代器官移植的能力，這個數字可以大大降低，並大大提高患者的結局和生活質量。此外，生物列印準備改變藥物開發市場，使用3D列印組織進行藥物測試和臨床前試驗。

使用這些人造組織可以減少用於藥物開發的時間和金錢，這可能導致更快的開發和降低藥物成本。

生物油墨開發

為了提高生物列印的可及性和性能，電池兼容列印材料的開發在未來5年將變得越來越重要。

水凝膠是通常用於組織工程應用的生物材料，因為它們與身體中的天然細胞環境相似。因此，水凝膠是用於基於細胞的3D列印的有希望的生物油墨。

聚合物、陶瓷和金屬的列印通常由於熔融溫度高而需要大的溫度變化。由於細胞不能經歷如此大的溫度變化，必須採用不同的固化策略來進行。

通常，通過用注射器擠出具有細胞的油墨並通過有限的光/離子交聯熱凝膠或其某些組合固化列印構造物來進行生物列印。

不僅如此，其還研究了噴墨、微型閥和激光引發的列印，每種都需要開發獨特的材料。在每種情況下，填充墨水在列印過程中保護細胞的能力對於維持活力和防止膜損傷至關重要。

通過改善細胞活力和功能，我們開發功能性組織和器官來拯救生命，改善藥物開發和其他未被開發的工程組織用途。

改善生物列印輔助功能

距離現在不到10年的時間裡，第一個商業生物印表機的成本是數十萬美元，這對許多有興趣用於醫學3D列印的研究人員來說是高不可攀的。

與台式FDM或SLA / DLP 3D印表機類似，桌面生物印表機最近以較低的價格開發，增加了學術界和行業研究人員的可訪問性。

Aether旨在通過以非常低的成本提供先進的生物3D列印技術，使生物列印領域更加易於使用。Aether 1印表機包含一系列製造可能性，例如擠出和微型注射技術，以便在3D列印組織結構的材料選擇方面具有更大的靈活性。

此外，Aether 1擁有比類似價格的生物印表機更多的列印頭，允許通過列印增加複雜性。

這通過允許用戶以不可能的方式將大部分不同的列印技術整合在一起，從而增加了創新潛力。

隨著Aether進入生物油墨市場，我們的目標是以低成本提供電池兼容的材料，使研究人員能夠使用3D列印在再生醫學領域中進行創新。我們希望通過與行業和學術合作夥伴的合作，降低生物列印的進入壁壘，有助於為從組織工程到藥物開發等領域的未來發展鋪平道路，從而徹底改變人類健康。

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