3D生物打印正在重塑个性化医疗

3D生物打印机和生物点样平台正在通过生物制造促进个性化药物治疗,包括生物医学植入物、生物传感器和智能药物递送装置。

融合生物相容性和添加剂制造

个性化医疗正在使我们从“一刀切”的医疗法转向更具针对性的治疗。该治疗不仅针对个体患者,而且还针对生理学。个性化治疗的包括从替代器官到生物医学植入物、生物传感器到智能药物递送设备。但是,即使这些疗法不需要结合活细胞,它们也必须由生物相容性和非细胞毒性的生物材料组成。虽然传统的3D打印机和其他领域生产类似复杂的设备在市场上不计其数,但大多数基于树脂的设备无法处理生物材料。例如,人体中最丰富的蛋白质,胶原蛋白,也恰好对温度和压力非常敏感。此外,保持细胞存活需要无菌环境。值得庆幸的是3D生物打印机将3D打印机的附加制造原理与生物相容性相结合,在过去十年中创造了重大的个性化医学突破。

生物打印药物洗脱贴片提供自动加药和局部施药

3D生物打印智能药物递送装置可与患者的生物系统安全互动,并有助于提高给药依从性,这是自我给药或局部治疗的常见挑战。此外,通过实现局部递送,3D生物打印智能药物递送设备可以最大限度地减少与抗生素全身使用相关的副作用。

心脏贴片

在3D生物打印用于药物递送的一个示例性应用中,一组芬兰研究人员使用BIO X生物打印心脏贴片,将药物递送至受损心肌长达5个月,帮助心肌梗死后再生。约翰·霍普金斯医院的另一个生物工程团队使用3D生物打印心脏贴片获得了类似的结果,并在植入动物模型4周后报告了100%的存活率。

脑癌贴片

贴片局部递送药物的能力不限于心脏组织。事实上,一位CELLINK客户使用BIO X对水凝胶网状物进行3D生物打印,用于在数周内将癌症药物输送到胶质母细胞瘤脑肿瘤部位。

3D生物打印伤口愈合贴片积极预防感染

3D生物打印的两种新用途将打破伤口愈合过程,并推进个性化医疗,这两种用途都将通用的BIO X与生物可降解聚合物配对。

穿孔螺柱套管

爱德华王子岛大学的一个团队开发了生物穿孔,一种印在BIO X上的生物可吸收支架,通过在穿孔钉上覆盖抗微生物的莫匹罗星,以载药的PLGA(聚乳酸-乙醇酸)支架的形式防止穿孔感染。当聚合物降解时,生物穿透将使抗生素持续递送,药物将仅在穿刺部位被吸收。研究人员认为,该方案也可用于其他伤口敷料。

糖尿病患者伤口愈合贴片

爱尔兰贝尔法斯特的一组研究人员使用BIO X和FDA批准的聚合物聚己内酯生产可生物降解的伤口愈合贴片,用于局部和持续地将抗生素直接输送到糖尿病足溃疡感染部位。这些具有生物活性的伤口敷料的独特功能将防止感染,无需经过医学培训的人员便能更换绷带。

大规模生产干细胞

基于挤出的生物打印机和生物点样平台并不是促进生物医学科学突破的唯一3D技术。基于DLP的3D生物打印机,如Lumen X Gen 3 和 BIONOVA X也能做出贡献。一位客户正在使用基于光的Lumen X 生物打印机在高通量生产的3D支架上大量培养成人干细胞,从而彻底改变干细胞研究。这些建筑支架的模块化设计意味着可以无限期地添加额外的砌块,使细胞能够增殖、迁移并产生ECM,而无需传代。

展望

生物传感器和生物电子技术

随着研究人员在3D生物打印微流控芯片上的集成生物传感器中致力于革新护理点系统,CELLINK生物打印机将继续在使用或不使用人类细胞的生物工程中发挥重要作用。