BioBot:一台可以打印活细胞的3D打印机
患者的细胞变成了“活墨水”。皮肤和器官进行3D生物定位

患者的细胞变成了“活墨水”。
皮肤和器官进行3D生物定位在用患者自身的细胞进行皮肤3D生物采样治疗张开的伤口的方法中,科学家发现了世界上第一条新的道路。
在3D生物打印中,细胞被用作活墨。
由于不仅可以打印人的皮肤,还可以打印内脏器官,因此其用途被寄予很高的期待,在近年的医疗中备受瞩目。
然后在2019年,具有独特特征的3D生物打印机被开发出来。
独特的特征是可移动性。
用珍贵的3D生物打印机提供了迅速的治疗,大大降低了治疗成本。
隶属于美国威克森林大学再生医疗研究所( WFIRM ),发表这一新系统的论文首席笔者肖恩·墨菲副教授做了以下发言。
“这个器件有一个新的特点,就是可移动性。
在大范围的创伤治疗现场,可以扫描和测量伤口,在需要皮肤形成的地方直接打印细胞”。
该装置使用患者的皮肤成纤维细胞和表皮角化细胞,与水凝胶混合,对皮肤进行3D生物定位。
其次,通过用印刷的皮肤覆盖创伤部,提高治愈速度。
■代替皮肤移植的潜力迄今为止,对大范围创伤最常见的治疗方法是皮肤移植。
但是皮肤移植有很多困难。
随着3D生物打印技术的普及,它将成为改变大范围创伤治疗的新选择。
即使想进行皮肤移植,也有时不能进行必要的采皮。
并且,患者的身体也有可能对供体的移植片产生排斥反应。
由于皮肤移植是外科手术,所以很多情况下会留下疤痕。
WFIRM所长、论文共同作者安东尼·阿拉医学博士( M.D.)说:“如果对大范围受伤和烧伤的患者进行皮肤移植,瘢痕容易恶化,但该技术有降低痛苦的皮肤移植必要性的潜力。
”WFIRM开发的生物打印机使用的是患者本人的细胞,所以可以制造出与患者皮肤最接近的东西。
从初期实验的结果来看,似乎有望成为皮肤治疗的有效方法。
同属于WFIRM的该论文共同作者詹姆斯·尤医学博士( M.D .,Ph.D )表示:“用患者本人的细胞移植,可以为治愈过程迅速开始做准备,因此可以帮助伤口恢复。
”“除此之外,还有其他治疗创伤促进愈合的方法,但。
3D打印在生物医疗领域的应用及医学案例

3D打印在生物医疗领域的应用及医学案例3D打印技术诞生于20世纪90年代中期,是一种基于计算机3D数字成像技术和多层连续打印的新兴技术。
3D打印技术结合了光固化和纸层叠等技术,用于物件的快速成型。
近年来,3D打印技术在生物医学领域取得了突飞猛进的进展。
一、组织工程学中的技术进展组织工程学的目标是为再生疗法创造功能性组织和器官,最终实现器官移植或置换。
研究人员在可再生医学领域不断的试错以验证技术的可行。
研究人员在长期对自然人体组织观察后提出了一份要求清单。
他们指出,如果希望人造组织像人体内的自然组织那样起作用,那么人造组织就必须:①通过微缝、胶水[1]或细胞粘[2]附实现与自然组织的整合;②在体内实现组织基本功能[3];③完全血管化以维持其生理功能[4]。
此外,用于组织制造的打印机也需要标准化:①生物打印机需要设定极端的灭菌方法;②密切监测湿度和温度等因素以达到生物打印的理想条件;③理想的喷嘴尺寸和输送方式。
1、热喷墨生物打印[5]研究人员修改了典型的喷墨打印机,以便为组织材料提供便利的特殊打印头。
印刷台或接收托盘也被修改为在三维空间(,y,z方向)上移动。
选择用于组织制造的打印机之一是具有300dpi打印分辨率的HewlettPackard(HP)Dekjet500热敏式喷墨打印机。
研究人员使用通道直径更小的喷嘴与该打印机结合使用。
用“生物墨水”替代了普通墨水。
这种“生物墨水”是一种由蛋白质、酶和悬浮在培养基或盐水中的细胞组成的水基液体。
喷墨打印机从上到下逐层打印生物组织。
可使用扫描的CT或者MRI图像引导进行3D打印。
流体液滴作为先前设计的图案的点对点表示被喷射到打印表面上。
热喷墨打印机还可以使用热量生成能在针头内破裂的小气泡,以提供将生物体排出喷嘴的压力脉冲。
过高的温度将破坏生物细胞,因此打印机内温度控制为高于环境温度4~10℃,以保证90%的生物细胞活性。
喷出喷头的生物墨水的剂量根据温度梯度、电流频率和生物墨水粘度可从10~150pL变化。
3d打印器官原理

3d打印器官原理
3D打印器官原理是通过将生物医学影像数据转化为数字模型,然后利用一种称为生物打印的技术,在基于生物材料的“墨水”中一层一层地堆叠和固定生物材料,最终形成一个完整的3D
打印器官。
这个过程可以分为多个步骤。
首先,需要获取患者的CT扫描
或MRI等影像数据。
然后,使用专业的设计软件将影像数据
转化为三维模型,这个模型将被用作后续制作生物打印器官的参考。
接下来,根据这个三维模型,在3D打印机中调制生物材料的“墨水”,这些“墨水”通常由生物医学材料、细胞和生长因子等
构成。
不同的材料可以用于打印不同的组织结构,如骨骼、心肌和肝脏等。
在打印过程中,3D打印机按照预设的程序逐层地将生物材料“喷射”出来,每一层上覆盖一层,以逐渐构建完整的器官结构。
这过程中,利用生物材料的特性,如凝固或固化,使之保持稳定的形态。
打印完成后,打印的器官会被置于培养皿中,提供适当的环境,以促进细胞的生长、分化和组织的形成。
这将有助于打印器官能够实现更好的生物相容性,并模拟天然器官的结构和功能。
最后,经过一段时间的培养和发展,生物打印的器官将准备好用于移植或其他医疗应用。
这种技术有望为缺乏供体器官的患
者提供治疗和救助,同时也解决了供需不平衡的问题,节约了等待器官移植的时间。
《d打印之生物打印》PPT课件

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1.2 原理
• 3D生物打印机基于现有技术发明,利用一层 层的生物构造块,去制造真正的活体组织。 这一技术尚处于初级阶段, 3D生物打印机 有两个打印头,一个放置最多达8万个人体 细胞,被称为“生物墨”;另一个可打印 “生物纸”。
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• 所谓生物纸其实是主要成分是水的凝胶,可 用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来 自患者自己身体的细胞,所以不会产生排异 反应。据介绍,这种机器首先“打印”器官 或动脉的3D模型,接着将一层细胞置于另一 层细胞之上。打印完一圈“生物墨”细胞以 后,接着打印一张“生物纸”凝胶
并可通过微型瓣膜的开
合来控制“墨水”的流
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价值所在
• 通过打印人类胚胎干细胞生成3D结构,能造 出更精确的人体组织模型,这对药物开发, 毒性测试非常有用,为人类提供可靠的药物 而不必再用动物做药物测试,提供用于移植 器官而无需捐献,并能消除器官排斥和免疫 抑制带来的问题。
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世界上第一个3D打印人类胚胎干细胞
英国爱丁堡赫瑞瓦特大
学研究人员使用3D打印
出了世界上第一个人类
胚胎干细胞。该团队使
用了一种经特殊设计的
“以瓣膜为基础”的打
印机。这种打印机装有
的“生物墨水”内含有
实验室培养出的人类胚
胎干细胞。只需少量空
气就可把这些细胞从打
印机的“墨盒”中挤出,
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2013年2月20日,康 奈尔大学研究人员利用牛 耳细胞在3D打印机中打印 出人造耳朵,可以用于先 天畸形儿童的器官移植。
他们首先利用快速旋转 的3D相机拍摄数名儿童现 有耳朵的三维信息,然后 将其输入计算机,3D打印 机会据此打印出耳朵模子。 研究人员在模子中注入特 殊的胶原蛋白凝胶,这种 凝胶含有能生成软骨的牛 耳细胞。此后数周内,软 骨逐渐增多并取代凝胶。3 个月后,模子内出现一个 具有柔韧性的人造外耳, 其功能和外表均与正常人 耳相似。
生物3D打印在医学领域的前景

生物3D打印在医学领域的前景在当今科技飞速发展的时代,生物 3D 打印技术犹如一颗璀璨的新星,在医学领域展现出了令人瞩目的前景。
它不仅为医学研究和临床治疗带来了新的思路和方法,更有望从根本上改变医疗行业的面貌。
生物 3D 打印,简单来说,就是利用 3D 打印技术制造出具有生物活性的组织和器官。
这一技术的出现,使得过去许多看似遥不可及的医疗梦想逐渐成为可能。
首先,生物 3D 打印在器官移植领域具有巨大的潜力。
众所周知,器官短缺一直是困扰全球医疗界的难题。
每年都有无数患者因为等不到合适的器官而失去生命。
生物 3D 打印技术的发展,为解决这一问题带来了希望。
通过从患者自身提取细胞,利用 3D 打印技术构建出与患者自身组织相容性极高的器官,不仅可以大大降低排异反应的风险,还能提高器官移植的成功率。
想象一下,未来患者不再需要漫长的等待,而是能够及时获得与自己身体完美匹配的器官,这将是多么令人振奋的场景。
其次,生物 3D 打印在药物研发方面也发挥着重要作用。
传统的药物研发过程往往需要大量的实验动物和长时间的临床试验,成本高昂且效率低下。
而利用生物 3D 打印技术,可以打印出具有特定病理特征的组织和器官模型,用于药物筛选和测试。
这些模型能够更准确地模拟人体内部的环境,从而提高药物研发的效率和准确性。
例如,打印出的肝脏组织模型可以用于测试药物的代谢和毒性,帮助研究人员更快地筛选出有效的药物,减少药物研发的时间和成本。
再者,生物 3D 打印在个性化医疗方面具有独特的优势。
每个人的身体状况和疾病特征都有所不同,传统的治疗方法往往是“一刀切”,难以满足个体的特殊需求。
而生物 3D 打印技术可以根据患者的具体情况,定制个性化的医疗器械和植入物。
比如,为骨折患者打印出与骨骼形状完全匹配的植入物,不仅能够提高治疗效果,还能减少手术创伤和并发症的发生。
此外,还可以打印出个性化的假肢和矫形器,为患者提供更好的生活质量。
然而,要实现生物 3D 打印在医学领域的广泛应用,还面临着诸多挑战。
生物3d打印临床应用

生物3d打印临床应用生物3D打印技术是指利用生物材料通过3D打印设备逐层堆叠构建出生物组织结构的一种先进制造技术。
随着科技的不断发展,生物3D打印技术在医学领域的临床应用也日益广泛。
本文将就生物3D打印在医疗领域的应用进行探讨。
1. 生物3D打印在人体器官再生方面的应用生物3D打印技术可以应用于人体器官再生领域,为患者提供更好的治疗选择。
通过扫描患者自身组织的数据,利用生物材料进行制造,可以打印出与患者自身组织相匹配的器官。
这种定制化的器官可以更好地融入患者体内,减少排斥反应,提高手术成功率。
2. 生物3D打印在假体制造方面的应用除了器官再生,生物3D打印技术还可以用于制造假体,如假肢、义齿等。
通过3D打印,可以根据患者的具体需求和身体结构制造个性化的假体,提高患者的生活质量。
假体的精准匹配可以减少不适感,增加舒适度。
3. 生物3D打印在药物研发领域的应用生物3D打印技术还可以用于药物研发。
科研人员可以将药物原料与生物材料结合,利用3D打印技术制造出药物释放系统,实现药物的定向输送和缓释。
这种定制化的药物释放系统可以提高药物疗效,减少药物的副作用,为患者提供更好的治疗效果。
4. 生物3D打印在疾病诊断和治疗领域的应用生物3D打印技术可以应用于疾病的诊断和治疗。
通过打印出患者的病灶部位模型,医生可以更准确地了解病情,制定更有效的治疗方案。
此外,通过生物3D打印制造医疗器械和手术模型,可以提高手术的安全性和成功率,降低手术风险。
综上所述,生物3D打印技术在医疗领域的应用将带来革命性的变革,为医疗产业的发展带来新的机遇。
随着技术的不断进步和完善,相信生物3D打印技术将在医学领域发挥更加重要的作用,为患者提供更加个性化、精准化的治疗方案,推动医疗行业朝着更加智能化、人性化的方向发展。
生物3D打印技术最新发展
生物3D打印技术最新发展在科技的广阔海洋中,生物3D打印技术犹如一艘破浪前行的航船,正以前所未有的速度驶向未知的领域。
这项技术,被比喻为“造物者的神奇之手”,正在重塑我们对生命科学的认知。
它不仅仅是一种工具,更是一把钥匙,打开了通往未来医学和生物学新纪元的大门。
生物3D打印技术的最新发展,可以用“突飞猛进”来形容。
从最初的简单细胞结构打印,到现在能够构建复杂的器官组织,这一技术的演进仿佛是一场华丽的变奏曲。
科学家们不再满足于在二维平面上作画,他们开始在三维空间中雕刻生命。
这种技术的飞跃,就像是从古老的石刻艺术跃升到了现代的数字雕塑,其精细程度和复杂度都达到了令人叹为观止的水平。
然而,随着技术的发展,一些问题也逐渐浮出水面。
生物3D打印技术的安全性和伦理问题,成为了我们不得不面对的难题。
就像一颗冉冉升起的新星,虽然光芒四射,但也可能带来不可预知的风险。
我们需要问自己:我们是否已经准备好接受这些由我们自己创造的“生命”?我们是否已经有足够的智慧来引导这项技术的发展方向?在评价这项技术时,我们不能简单地用“好”或“坏”来形容。
它是一把双刃剑,既有可能为我们带来健康和长寿的福音,也有可能引发一系列社会和伦理的问题。
我们必须谨慎地对待这项技术,用智慧和审慎来引导它的发展。
展望未来,生物3D打印技术的发展前景无疑是光明的。
它有可能彻底改变我们对医疗、健康乃至生命的认知。
想象一下,如果我们能够利用这项技术来修复受损的器官,那么许多不治之症将有望得到治愈;如果我们能够通过这项技术来研究生命的奥秘,那么我们对自然界的理解将达到一个新的高度。
但是,这一切的实现都需要我们共同努力。
科学家需要继续深入研究,以确保技术的安全性和可靠性;政府和监管机构需要制定相应的法律法规,以确保技术的合理应用;公众需要提高科学素养,以理性的态度看待这项技术带来的变化。
生物3D打印技术的发展,就像是一场没有硝烟的战争。
在这场战争中,我们需要的不是武器,而是智慧和勇气。
英科学家用基于液滴的3D打印创建高分辨率活组织
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟英科学家用基于液滴的3D打印创建高分辨率活组织【中国技术前沿】日前,牛津大学和布里斯托大学的科研人员开发出一种新的方法来3D打印人类和动物组织结构,其中涉及使用能支撑打印结构和保持打印形状的的细胞。
考虑到这项3D打印技术的潜在影响力,研究人员想到了商业化,将其用于“工业和生物医学目的”。
近,来自牛津大学和布里斯托大学的一个跨学科团队开发出一种新的方法来3D打印人类和动物组织结构,其中涉及使用能支撑打印结构和保持打印形状的的细胞。
这项研究已经发表在《Scientific Reports》杂志上,题为“用基于液滴的3D打印创建高分辨率图案化蜂窝结构”。
“基于液滴”是指细胞被包含在保护性的纳升液滴中,包裹了一层脂质涂层,这可以提高单个细胞的存活率。
使用新3D打印方法,细胞的平均存活率为90%。
在培养条件下,打印结构内的细胞在增殖。
此外,在一项为期五周的组织工程研究中,3D打印细胞还出现了分化。
“我们的目标是制造具有基本行为和生理反应的3D活组织。
我们致力于用相对便宜的成分设计一个高分辨率的细胞打印平台,该平台可以用包括干细胞在内的一系列细胞重复生产带有适当复杂度的人造组织,”研究人员解释说。
考虑到这项3D打印技术的潜在影响力,研究人员想到了商业化。
2016年从Bayley实验室独立出来的伦敦医疗3D打印公司OxSyBio将寻求商业化这项新技术,将其用于“工业和生物医学目的”。
接下来的几个月,研究人员将试验新的互补性打印技术,尝试更多的活混合材料。
“生物打印有许多潜在应用,如个性化治疗、药物或毒素筛选,”专注下一代成长,为了孩子。
生物3d打印技术作文
生物3d打印技术作文要说这几年科技圈里啥最火,那生物 3D 打印技术肯定得算一个。
这玩意儿可太神奇了,简直就像是从科幻电影里直接蹦出来的一样。
我第一次听说生物 3D 打印技术的时候,心里那叫一个好奇。
你想啊,能把生物材料像搭积木一样一层一层地打印出来,最后变成一个有生命的组织或者器官,这得多厉害!就拿打印心脏来说吧。
以前,要是有人心脏出了大问题,除了等着别人捐献,几乎没啥太好的办法。
可捐献的心脏哪有那么多呀,好多人就只能在绝望中等待。
但有了生物 3D 打印技术,情况就大不一样了。
科学家们可以用患者自身的细胞作为“墨水”,打印出一个和患者完全匹配的心脏。
这可不是我在吹牛,真有实验室已经做出了能跳动的心脏模型!我曾经看过一个关于生物 3D 打印心脏的视频。
视频里,那些科学家们穿着白大褂,戴着眼镜,一脸严肃又专注的样子。
他们在一个超级干净的实验室里,操作着那些复杂的仪器。
打印心脏的过程那叫一个精细,每一个细胞的放置都好像是在完成一件极其珍贵的艺术品。
那个打印出来的心脏模型,一开始看着就像一块软软的果冻,但是随着时间的推移,在各种营养液和电流的刺激下,它居然开始有节奏地跳动起来。
那跳动的节奏,虽然不像我们正常心脏那么有力,但也足以让人惊叹不已。
我当时就想,这要是再发展发展,以后得拯救多少人的生命啊!还有一次,我看到新闻说有人用生物 3D 打印技术打印出了一块皮肤。
你能想象吗?一块和真皮肤几乎一模一样的东西,有表皮、真皮,甚至还有毛囊和汗腺。
这对于那些因为烧伤或者其他原因皮肤受损的人来说,简直就是天大的好消息。
我就在想啊,如果以后不小心烫伤了,不用再担心留下难看的疤痕,去医院打印一块新皮肤贴上就行了,那该多好。
而且听说这种打印出来的皮肤,在功能上和真正的皮肤相差无几,能够排汗、感知温度,简直太神奇了。
生物 3D 打印技术可不光能打印器官和皮肤,还能打印骨头呢。
有个例子让我印象特别深刻,一个运动员因为受伤,骨头出现了严重的问题。
我们距离3D生物打印人体器官还有多远?
我们距离3D生物打印人体器官还有多远?•3D生物打印早已不是什么新鲜的事情,科学家们在努力利用3D打印机来制造替代性人体器官,不过,虽然该技术的种种可能性令人兴奋,但现在已经有人担心它会让人类“扮演上帝的角色”。
我们距离3D生物打印人体器官还有多远呢?该技术能否解决移植器官短缺问题呢?以下是《卫报》网站文章的全文:埃里克·加藤霍尔姆(Erik Gatenholm)第一次看到3D生物打印机是在2015年年初。
当时,他的父亲、哥德堡查尔姆斯理工大学化学与生物聚合物技术教授保罗(Paul)给家买来了一台。
它的价格在20万美元左右。
“我的父亲说,‘这东西能够打印人类器官。
’”加藤霍尔姆回忆道,如今他仍觉得惊诧不已。
“我说,‘胡说八道!’之后,它打印出了一个小小的软骨。
它不是软骨,但它看上去让人觉得它可能就是软骨。
那一刻,我觉得,‘这简直太酷了!’”很早就拥有一台普通的3D打印机的加藤霍尔姆当时就在想,他想要在3D生物打印领域干出点什么来。
他的口音也许有点怪异——他在瑞典和美国长大,他的父亲在美国是一位客座教授——但他的目标和雄心都是经过深思熟虑的。
加藤霍尔姆在18岁那年创立了自己的第一家生物科技公司,当时他认识到,如果这台机器有潜力打印器官,就像他父亲说的那样,那它就有潜力彻底改变医疗行业。
用于救命用移植的器官在全球各地都非常短缺。
例如,在英国,现在要进行肾脏移植的话,通过国家医疗服务体系(NHS),你平均要等待944天之久。
肝脏、肺和其它的器官同样供不应求。
移植组织的缺乏,据估计是美国的头号死亡原因。
在美国,每年约有90万死亡案例,或者三分之一的死亡案例,可通过器官或者工程化组织的移植避免或者延迟。
可想而知,移植器官的需求极其之大。
生物墨水Cellink的两位联合创始人埃里克·加藤霍尔姆和赫克托·马丁内斯加藤霍尔姆的父亲介绍其正在攻读组织工程学博士学位的学生赫克托·马丁内斯(Héctor Martínez)和也参与集体研讨的另一位学生伊凡·图尔尼尔(Ivan Tournier)给他认识。
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BioBot:一台可以打印活细胞的3D打印机
美国生物科技初创公司BioBots 融合了计算机科学和化学科学。该公司的第一款产品
是一台桌面级生物材料3D 打印机,不久才在纽约TechCrunch Disrupt 大会的舞台上进行了
展示——他们打印了梵高耳朵的复制品,足以以假乱真——这款产品结合了硬件、软件和湿
件(译者注:这里指人脑)。联合创始人丹尼·卡布雷拉(Danny Cabrera)表示后者才是创新的
核心所在。
可以人工制作活体组织结构的生物制造已经不是什么新领域——这一领域的研究已经
进行了十多年。不过卡布雷拉和另一名创始人认为他们在修理昂贵(大约在10 万美元以上)、
庞大且复杂的老旧设备时发现了一个机会——他们从创客运动中使用小型廉价的桌面级3D
打印机印制塑料上获得了灵感。
BioBots 3D 打印机使用的却不是塑料而是一种特殊的“墨水”,这种墨水可以结合生物
材料和活细胞来打造3D 活组织和小型人体器官。目前该打印机主要用于研究和临床前审查,
如药物测试(替代动物实验)。虽然这种3D 打印技术并不是用人体自身的细胞打印出人体器
官的替代品——尽管这个领域的发展(越来越)向着这个方向前进。卡布雷拉表示,这一技术
未来近期的可能是帮助促进疾病治疗方法的定制。
卡布雷拉告诉TechCrunch:“现在我们是真的将它看作是为制药公司,那些正在做临床
药物测试的公司开发的一个产品。用户可以使用这些设备,利用人类细胞打造3D 活组织模
型,这些模型可比2D 的组织或动物复杂得多,而用户则可以使用这些复杂模型。它们真正
地复制了人体的功能。用户可以使用它们来开发为临床准备的药物。在药物呈现假阳性时就
及时发现,避免让它们进入临床试验。”
“我们认为这是一种开发个性化治疗方法的方式。病人到用户的诊所来,而我们可以直
接从患者身上提取细胞然后打出3D 组织或是小型器官组织,这些都是专门为该病人准备的,
然后测试不同的治疗方法,不同的药物疗程和针对病人疾病的个性化治疗。”
卡布雷拉还补充说,“我们知道传统的做法是把所有的疾病进行分类,然后分别给它们
命名,但疾病发生在每一个个体身上都是不一样的,而我们的药物开发流程有点过时了——
我们用费用昂贵的临床试验来开发一种用于数以百万计病人的药物。现在我们真的可以使用
这种技术来为每一个人创建一种药物。”
该初创公司开始是一个在宿舍里打造的项目,当时两名创始人正处于毕业期间,去年6
月他们从宾夕法尼亚大学计算机科学和生物学专业毕业,因此他们将自己的研究兴趣放在了
基因工程和组织工程上。
卡布雷拉说:“我们的想法是我们可以使用创客运动中所采用的相同方法来制造在生物
技术方面更小和更便宜的设备。在我们查看现有产品时,我们发现这些设备都体积巨大——
它们看起来像是旧的电脑主机,它们占据了全部的空间,成本还高达50 万美元并且真的很
难操作。你需要技术人员来操作这些设备。”
该团队在早期通过一次大学竞赛赢得了5000 美元的资金来开发他们的第一个原型产品。
在将一个产品卖给一名博士生后,他们决定扩展这个想法并且他们被选中加入位于费城的
Dreamit Health 加速器,这让他们在去年秋天获得了5 万美元的资金。这几个月来他们一
直在装运首批生物材料打印机,他们还与研究人员保持密切合作以便不断优化初始产品(对于
帮助BioBots 自身开发的研究者,每台机器的售价为5000 美元左右)。
他们的循环商业模式将会是为打印机打印不同的生物材料出售不同的打印“墨水”。今
天它推出了一款软骨墨水工具包的测试版(售价为700 美元)。
该打印机会使用可见(蓝色) 光(加上包含在它的墨水里的复合光引发剂) 来修复生物材
料结构,而不是像更成熟的设备那样使用一些压力或紫外线。卡布雷拉说这是打印活组织更
有效的方式,因为压力和紫外线都会对活细胞造成伤害,而BioBots 所使用的蓝光不会对细
胞造成有害的影响。
要使用该设备来制作一个组织结构,如一块骨头、软骨或是肝脏,用户需要将BioBots 光
粉与他们想要打印的活细胞放在一起,再加上一些结合因子以确保细胞都粘在一起。
卡布雷拉解释称,“我们的墨水含有三种粉末,用户会加入他们的第四种粉末,也就是结合
因子,他们还需要加入想要打印的细胞,用5—10 分钟将它们混合在一起,然后把混合物放
进设备,其结构设计可以用AutoCAD 或者Solidworks 或是任何CAD 软件制作。我们的软件
将会设计文件转换为打印机指令。”
BioBots 打印机配有一个挤压机,并且使用液压推动材料的注射器。一旦生物材料制
作完成,打印机就会照射蓝光来让结构凝固。卡布雷拉称打印时间的长短取决于用户想要制
作的材料类型。
他还补充说:“到目前为止,我们的客户实际打印范围很广,他们用这个打印机打印了
骨头,还有肺、肝、心、脑、皮肤、软骨。”
问题& 回答
梅塞尔 :你们的分销策略是什么。对于将产品分销到医院和医生那里你们有什么计划,
这一部分的费用包含在医疗保险里面吗?
卡布雷拉 :就现在而言它更多的是一种研究工具。我们正在向制药行业推销这款产品
——是与研发部门实实在在打交道,所以我们并没有与医生打过交道。在制药行业进行销售
有许多现成的销售渠道,我们正在尝试这些渠道„„我们正在寻找有这方面专长的人加入我
们的团队。
利文斯顿 :你们有一长串的合作伙伴名单——他们有没有给你们关于这个产品的反馈意
见?他们使用了产品吗?他们打印了什么?
卡布雷拉 :我展示的所有这些客户都是很早期的采用者。他们在我们开发出工具包之前
就买进了这个设备。他们用这个设备所做的任何事情都会告诉我们,他们会告诉我们他们是
怎么使用这台打印机的,这些都让我们真正获取了许多有关组织工程学的知识。这也让我们
明白‘我们真的需要一个软骨工具包了’。而且这也正是我们打印这只耳朵所要的部件。在
这方面的研发通常会需要花费至少上万美元,会需要几个月的时间,而多亏了这些重要的合
作伙伴关系以及与研究者在产品上的密切合作,使得我们能够加快这一过程。
利希滕斯坦 :你如何判定成功?在销售这款产品时你的衡量标准是什么?达到什么就可以
说这就是我们想看到的工作方式。
卡布雷拉 :这台设备本身是一个机械系统,我们可以很容易对它进行测量——设备的分
辨率、精确度。说真的,如何使用设备是由研究者决定,他们使用设备的方式与自己的工作
有关。举例来说,对于一家制药公司,他们会打造一个3D 活组织——在这里反复出现的一
个重要例子就是为了治疗癌症。打印一个微型肿瘤,在它上面测试抗癌药物,然后观察哪些
药物有效而哪些又没有。基本上如果你能复制人体的机体情况,如果你能够模拟出人体的机
能,这就是成功。如果不能,那么我们就会再进行尝试。这就是数字制造技术的意义所在——
人们可以有很短的周转时间,非常快地改变设计。
菲舍尔 :它现在可以用来取代的是什么?在生命科学更为基础的研究中,人们可以培养
移植皮肤样本并且在这些样本上测试外用药物。你觉得这个会在将来替代什么?
卡布雷拉 :首先,它不会取代任何东西——它将会创造新的功能。所以首先是人们可以
为自己的身体组织增加一个额外的维度。现在所有这些东西都是以2D 的方式呈现,突然现
在你可以用3D 了。在生理层面上,这将与人的关系更为密切。3D 细胞的行为也与2D 的行
为截然不同。因此许多公司对于能够使用这项技术真的感到非常兴奋,这是他们一直在寻找
的东西。对于它在未来会替代的东西,就我们所看到的而言,欧洲等地已经禁止在化妆品行
业进行动物实验,这是一个我们可以进入的关键领域,我们将以动物的替代品作为开始。我
们认为最终它会作为整个临床药物开发的一个替代品。
理想状态下,如果你想要一次在一个人身上测试药物,你应该专门为这个人开发药物,
但是没有人会做这种实验的小白鼠。突然一下子我们可以直接从病人身上提取细胞,打印3D
的组织,然后开发药物——用在这些细胞上而不是病人身上,用在那些由他们自身变化而来
的组织结构上。
杰森·金凯德: 在医学方面,还有其他公司也在致力于开发3D 打印技术。你能再谈谈
关于你们使用的那种不会杀死细胞的技术吗?在没有大量资金的情况下你们是怎么想到它的?
它有多可靠?其他人可能会怎么做,会做类似的事情吗?
卡布雷拉 :我那时还是宾夕法尼亚大学的一名学生。刚刚毕业那会,我有一个朋友——
另外一名创始人里卡多——他正在开发这款设备的原型。在我毕业之后,我们买了三张宜家
桌子,我们在当时的住所里搬移家具,偶然发现了这些被人们用于各种不同用途的化学品。
我们主要是在寻找在使用中不会杀死细胞的东西。然后我们遇到了这个——它主要是一种化
合物——它是一种能与可见光一起工作的化合物。我们认为这感觉太棒了。然后我们试了一
下,效果很好。没有人实际使用过可见光——在IP 场景中——打印3D 活组织。所以我们觉
得这是一个我们可以真正拥有的空间。这在生物学上也很有意义。所以我们在今年早些时候
申请了这些专利。我们真的认为它可靠,而且不仅可靠——我们是真的觉得这是打造这些细
胞组织的最好方式。