【火石057】打印你的细胞?
生物3D打印肢体、器官你知道,还能打印细胞你造吗?
本文由火石编译
近年来,3D打印技术逐渐走进公众视野,关于它的报道层出不穷。目前,3D打印技术主要运用于珠宝、服装、航空航天、土木工程等行业,即使是在医疗行业,也主要是用于牙科材料领域。总而言之,这些领域打印的都是一些没有生命的物体。
而Cyfuse Biomedical K. K.这家来自于日本的生物3D打印公司,将细胞生物学、再生医学与3D打印技术完美地结合到了一起,其3D打印技术平台目前处于世界领先水平。Cyfuse通过生物3D打印技术对人体器官进行再生重建,将其运用到器官移植领域。Regenova是Cyfuse公司开发的生物3D打印机,它是一种全新的机器人系统,其工作原理是将细胞球状体置于细针阵列“Kenzan method”中,通过3D打印技术来构建细胞结构,并进一步构建组织与器官。
使用Kenzan技术平台构建高密度细胞群,首先是使细胞群体分散成单个的细胞;再使用Kenzan技术进行3D打印,根据预先设定好的3D打印数据,对细胞的三维形状进行打印;最后在培养基中培养3D打印出的细胞,直至细胞分裂增殖形成具有一定生理功能的组织;
较厚的弹性结缔组织类似于人体的实际身体组织,但对于这种组织而言,使用传统方法进行传代培养的难度较大。Koichi Nakayama博士对细胞自聚集现象进行了深入的研究,开发出了一种新技术。该技术无需胶原蛋白或凝胶类物质就能将单个的细胞球状体聚合成具有三位形态的宏观生物组织,并且三维形态可根据需要预先进行设置。
目前,该团队已经能在10天时间里成功使用这种独特的针阵列系统3D打印2-3毫米直径的血管。Regenova 3D打印机可用于制药行业与化妆品行业,当然其最具潜力的应用领域为外科移植。
“生物3D打印技术会大力推动再生医学的发展,” Cyfuse的CEO Koji Kuchiishi说道。“迟早有一天,我们可以十分轻松地对我们身体里的血管、心脏等组织器官进行3D打印并将其移植到患者体内,拯救他们的生命。”
从临床找到问题后进行基础医学研究,基础研究成果再反过来运用到临床——这便是转化医学的核心理念,Cyfuse将其完美地演绎了出来。Cyfuse始终注重基础研究与技术开发相结合,它与日本佐贺大学在相关研究方面建立紧密联系。Cyfuse的生物3D打印技术已经在世界范围内申请了专利,在日本、美国、中国、新加坡已经通过并获得专利权。
【火视观点】
聊聊生物3D打印的打印机,3D生物打印机(3D bio-printer;3D biology printer )是 “按需打印”患者所需的人体活器官的机器。
几个数据:
到2017年全球人造器官市场将达200亿美元。
美国有超过近12万人等待器官移植。
中国器官需求150万/年左右。
全球糖尿病患者有超过1亿人需求人造胰腺。
预测:未来10年人工器官和功能组织的替代产品将占50%,人造器官潜在市场高达4000亿美元/年。
主要用途:
器官移植可以拯救很多人体器官功能衰竭或损坏的患者生命,但这项技术也存在器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。不过,随着未来“生物打印机”的问世,这些问题将迎刃而解。
工作原理:
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。不断重复这一过程,直至打印完成新器官。随后,自然生成的细胞开始重新组织、熔合,形成新的血管。每个血管大约需要一小时形成,而熔合在一起需要数天时间。Organovo公司首席执行官基思·墨菲在接受《工程师》杂志采访时指出,最终有一天,只需轻轻按下按钮,就能让3D生物打印机制造出我们所需要的器官。
行业亟待突破:
现有3D打印机虽然可按照任意外形进行打印,但是对于器官内部微观结构成型以及细胞打印仍然存在很多技术瓶颈亟待突破。
创业公司需要注意:
1、跨学科团队:对于生物3D打印机的创业公司需要信息、机械、控制、材料、生命、医学的跨学科团队。
2、商业化:平台型公司将会是3D打印市场未来的趋势,最好能实现自动化。
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公司概况
公司名称:Cyfuse Biomedical
公司地址:日本 东京马里兰州
公司网址:http://www.cyfusebio.com
融资情况:
2013年3月2日 1200万美元/B轮融资
投资人:Shibuya Kogyo,Cyberdyne
目前领导层
Koji Kuchiishi 创始人
Koichi Nakayama 创始人