技術文章
2020年有哪些商用生物打印機?
閱讀:1457 發(fā)布時間:2020-2-27近年來,生物打印獲得了極大的關注。繼續(xù)閱讀,以了解這10種令人難以置信的3D生物打印機的功能!
商業(yè)3D生物打印機
定義生物打印機
Rokit的Invivo 4D博士制作的3D打印皮膚(來源:BioSpectrum)
將3D生物打印視為與科幻小說相關的未來技術是可以理解的。但是,當今有多家生物技術公司已經在生產商業(yè)3D生物打印機。此外,新的生物工程技術正在迅速出現。
生物技術革命
什么是3D生物打印?–簡單解釋
據弗雷德里科D.佩雷拉,從生物技術研究在莫斯科的實驗室,一個3D生物打印機是“基于數字模型的三維功能的組織和器官的機器人添加劑生物制造的自動化設備。”
換句話說,為了被視為生物打印機,一臺機器必須是自動化的并且能夠產生組織和器官的3D結構。而且,它必須嚴格堅持使用活細胞或組織作為構建材料。后但并非不重要的一點是,制造必須基于數字模型。
在本文中,我們將重點關注既符合上述定義又可以以某種商業(yè)方式使用的3D生物打印機。話雖如此,以下各節(jié)將不僅討論硬件,還討論其背后的開發(fā)人員的旅程。
商業(yè)3D生物打印機
EnvisionTec 3D-生物繪圖儀
同類中的di一個(來源:EnvisionTEC via Twitter)
我們列表中的di一項是第yi個商業(yè)上可用的3D生物打印機。它是由德國弗萊堡大學的拉爾夫·穆拉普特(Ralf Mulhapt)教授的小組開發(fā)的,是僅有的少數成功上市的學術項目之一。
該生物打印機由EnvisionTec商業(yè)化,后者將其命名為3D-Bioplotter。這家德國公司于2000年推出了它,使Bioplotter成為同類產品中經驗zui豐富的生物打印機之一。在撰寫本文時,借助這些打印機已撰寫了350余篇科學論文。
根據 應用程序的類型,可提供3種不同版本的3D-Bioplotter 。盡管入門系列可能適合(和便宜)于新的研究團隊,但開發(fā)人員和制造商系列是更復雜的系統(tǒng),適合于商業(yè)研究或工程。
Bioplotter是基于擠壓的生物打印機,能夠容納多達五個打印頭,大軸分辨率達0.001 mm。這種生物印刷機還能夠用多種材料制造支架結構,包括熱塑性塑料甚至是醫(yī)用級有機硅。
所有3D-Bioplotter版本均可購買。成本因型號和可選功能而異,有些設置的成本遠遠超過200,000美元。
- 開發(fā)和銷售: EnvisionTec
- 型號: 3D-Bioplotter
- 類型:基于擠壓
- 國家:德國
商業(yè)3D生物打印機
RegenHu 3D探索演變
3DDiscovery演變(來源:RegenHU)
該 3DDiscovery演進可以被視為在的合著者200科學出版物*。這款3D生物打印機由瑞士公司RegenHu開發(fā),該公司專門設計和開發(fā)生物打印解決方案。
RegenHu代表“再生人類”,成立于2007年。自成立以來,它一直奉行一種*的戰(zhàn)略:投資于范圍內的合作與伙伴關系。該公司現在擁??有生物制造方面的多項專有zhun利,這些專li是通過學術和合作伙伴多年開發(fā)的。
該公司目前有兩種不同的生物打印機型號:3DDiscovery Evolution 和BioFactory。3DDiscovery可以將其視為具有成本效益的入門級機器,但實際上,它是一個非常資源豐富且復雜的系統(tǒng)。
3DDiscovery和BioFactory都能夠在其打印頭中處理多種材料,適用于軟組織或硬組織工程甚至藥物開發(fā)。3DDiscovery多可具有6個打印頭,并具有可升級的配件,例如獨立的溫度控制系統(tǒng),甚至用于過程監(jiān)控的內部攝像機。
RegenHu的所有3D生物打印機型號均可購買。
- 開發(fā)與銷售: RegenHu
- 型號: 3DDiscovery
- 類型:基于擠壓
- 國家: 瑞士
Poietis NGB-R和NGB-C
NGB-R使用基于激光的技術(來源:Chronicle)
NGB代表“下一代生物打印”,是一個準確的名稱。Poietis開發(fā)的NGB-R和NGB-C 3D生物打印機使用相對較新的打印技術。具體來說,這是一種基于激光的技術,能夠輸出*的分辨率和控制力。
這些機器無需使用擠出的打印頭,而是利用每納秒發(fā)射一次的微小激光脈沖將微小的生物墨水滴沉積在構建臺上。在下面的視頻中查看它們的工作方式。該技術在2006年被概念化,距法國初創(chuàng)公司Poietis成立八年。
Poietis專門從事體外人體組織的開發(fā)和制造,并且其3D生物打印在近年來非常成功。2015年,該公司與化工*巴斯夫(BASF)合作開發(fā)了用于化妝品測試目的的3D打印皮膚。如今,它負責di一個商業(yè)生物打印的人體組織Poieskin的生產。
NGB-R模型是專門為研究應用而設計的,而NGB-C是一種臨床級,符合GMP的生物打印機,其重點是臨床和制造應用。兩種系統(tǒng)都可以購買。
- 開發(fā)和銷售: Poietis
- 型號: NGB-R,NGB-C
- 類型: 激光輔助
- 國家: 法國
商業(yè)3D生物打印機
Cellink Bio X6
Cellink提供的許多模型之一(來源:Cellink)
Bio X6是大的生物打印機制造商之一提供的的機器。Cellink是一家總部位于波士頓的公司,成立于2016年。從那時起,它一直在設計和開發(fā)適用于各種應用的生物打印技術。
該公司擁有大量的生物制造硬件產品組合:總共五臺機器。Cellink還開發(fā)了di一款通用生物墨水,也涉足生物材料。目前,他們提供了50多種現成的生物墨水。
該公司的大多數3D生物打印機都是基于擠壓的,據說它們已被700多個實驗室使用。Bio X6具有六個打印頭,這些打印頭具有所謂的“清潔室技術” –一種高功率的氣壓系統(tǒng),可驅動通過注射器的擠壓。
Bio X6具有各種創(chuàng)新功能,例如用于過程控制的高清攝像頭,用于高粘度材料的氣動打印頭,甚至是令人難以置信的電磁墨滴打印頭,可實現按需快速滴加的功能,類似于墨水噴射技術。
Cellink的所有生物打印機和生物墨水都在出售。
- 開發(fā)與銷售: Cellink
- 型號: Bio X6
- 類型: 基于擠壓
- 國家:瑞典
阿萊維系列
Allevi嘗試適應各種應用程序(來源:Allevi)
Allevi是一家成立于2014年的初創(chuàng)公司BioBots,是一家美國公司,成立于2014年。起初,他們的主要目標是使生物制造更加容易,因為當時所有3D生物打印機要么非常昂貴,要么很難使用,或者兩者兼而有之。
在短短的一年內,該公司繼續(xù)開發(fā)BioBots 1,這是一種低成本的臺式3D生物打印機。憑借這臺機器,Allevi 在2015年被SXSW評為“創(chuàng)新力的公司” ?!敦敻弧冯s志甚至將其稱為“ 生物學創(chuàng)客 ”。
該公司現在擁??有3種3D生物打印機型號:Allevi 1,Allevi 2和Allevi3。盡管不是很有創(chuàng)意,但它們的名稱表示每臺機器上的擠出機數量。但是,這些型號之間的差異比打印頭還要大,Allevi 3的精度(1μm)比其同級產品(Allevi 1為7.5μm,Allevi 2為5μm)要得多。
這些生物打印機使用具有多個光波的LED光固化技術來固化材料,而不會損害活細胞。這使Allevis可以與不同的生物材料一起使用,例如膠原蛋白,藻酸鹽,甲基丙烯酸酯,聚乙二醇,當然還有各種水凝膠。所有的Allevis均可從市場上購買。
- 開發(fā)和銷售: Allevi
- 型號: Allevi 1,2,3
- 類型: 基于擠壓
- 國家: 美國
Rokit Invivo 4D博士
Invivo 4D博士的實際應用(資料來源:Rokit Healthcare)
2015年,韓國3D打印機制造商Rokit宣布將開始進行原位生物打印以再生皮膚。為了幫助他們,韓國政府提供了300萬美元的資金。
在短短的一年內,該公司發(fā)布了di一臺生物打印機:Invivo,專門為組織工程研究而設計。在2019年,Rokit展示了一種新的生物打印方法來治療疤痕病變。Invivo能夠將患者自身的細胞和組織打印到真皮貼片移植物中,該移植片可以放置在病變部位之上并允許皮膚自然再生。
Rokit繼續(xù)成為“ Rokit Healthcare ”,它不再僅僅專注于組織工程,而*專注于再生醫(yī)學。Invivo被升級為Dr. Ivivo 4D ,這是一個具有封閉和無菌室的新系統(tǒng),這要歸功于醫(yī)療級空氣過濾器和紫外線殺菌系統(tǒng)。
Invivo 4D具有雙重擠出功能-用于生物墨水和水凝膠的注射器-以及專為與高性能材料配合使用的長絲擠出機。噴嘴溫度范圍從零以下到350℃。
- 開發(fā)和銷售: Rokit Healthcare
- 型號: Invivo博士
- 類型: 基于擠壓
- 國家:韓國
商業(yè)3D生物打印機
vent
全新的Rastrum打印機(來源:Westpac Wire)
Rastrum 3D生物打印機以其*的顏色真正引起了人們的注意。該機器是由Inventia Life Science Operations開發(fā)的,Inventia Life Science Operations是一家澳大利亞公司,于2013年成立,致力于開發(fā)和制造生物制造設備。該公司專注于的醫(yī)學研究,特別是癌癥治療。
Rastrum是一種噴墨生物打印機,能夠以*的速度生成3D單元模型。機器的高通量可在一天內完成數百個實驗。
這款生物打印機外形時尚緊湊,非常適合實驗室桌面使用。實際上,Rastrum 在2019年獲得了澳大利亞“年度*設計獎”。
Inventia聲稱Rastrum可以同時打印多達10種不同的細胞和基質成分,并且可以應用于器官和組織工程。這種3D生物打印機并不*適合出售,因為研究小組和公司都是基于與Inventia的合作關系開展工作的。
- 開發(fā)和銷售: Inventia生命科學業(yè)務
- 型號: Rastrum
- 類型:噴墨
- 國家:澳大利亞
Organovo NovoGen MMX
NovoGen MMX生物打印機(來源:Bioprintable)
Organovo的3D生物打印機可能是世界上著名的生物制造公司之一。這家美國公司于2009年宣布了NovoGen MMX,它是與Invetech合作開發(fā)的。這是一款基于擠壓的打印機,其中包括兩個打印頭,用于同時構建活細胞和支撐結構。
Organovo于2012年上市,但它仍然是為數不多的幾家公司之一。他們專注于生產實驗室生長的組織,以加速臨床前藥物測試和醫(yī)學研究。
3D生物打印機被《時代》雜志評為“ 2010年度*發(fā)明 ”之一。Organovo沒有銷售NovoGen。取而代之的是,它只賣給大型藥品制造商或專門為他們生產組織。
- 開發(fā)和銷售: Organovo
- 型號: NovoGen MMX
- 類型:基于擠壓
- 國家:美國
商業(yè)3D生物打印機
Aspect Biosystems RX1
RX1(來源:Aniwaa)
加拿大Aspect Biosystems是一家醫(yī)學研究公司,提供了一個*的3D生物打印平臺,稱為“ Lab-on-a-Printer”。該技術已申請zhuan利,可以說是微流體技術和3D打印之間的混合體。
這種方法不是使用帶有生物墨水的常規(guī)注射器,而是使用微流體芯片,這些芯片可以在打印過程中即時混合材料。通過避免費時的材料更換,這不僅簡化了整個過程,而且有利于混合材料的化學交聯。
該RX1生物打印機利用這種技術,因為它被設計為兼容 與廣泛的生物材料。該 微流體允許無縫生物材料構圖qian所未有的靈活性,并反過來,非常復雜的生理組織的制造。
Aspect Biosystems基于合作伙伴計劃運作 ,并且不出售其生物打印機。
- 開發(fā)和銷售: Aspect Biosystems
- 型號: RX1
- 類型:基于擠壓
- 國家: 加拿大
生物打印解決方案Fabion 2
Fabion 2已加載并準備好進行打?。▉碓矗?D Bioprinting Solutions)
3D Bioprinting Solutions是由俄羅斯的一家私人醫(yī)療公司于2013年成立的研究實驗室。實驗室生產用于生物制造的設備和材料。在創(chuàng)建的一年內,該公司推出了di一臺俄羅斯3D生物打印機:Fabion。
該公司始終明確表示其主要目標是制造功能器官。實際上,Bioprinting Solutions在2015年成功地打印了小鼠甲狀腺。不滿意的是,該公司于2018年繼續(xù)在空間站打印同一器官。是的,在太空進行生物打印。
Fabion 2于2016年發(fā)布,是俄羅斯生物打印機的第二代產品。它帶來了新的功能,可以使用單個組織球體打印復雜的結構。它還可以處理各種生物材料,并使用不同類型的聚合反應。
Bioprinting Solutions不會銷售其產品,但它可以在生物制造研究方面進行合作。
- 開發(fā)和銷售: 3D Bioprinting Solutions
- 型號: Fabion
- 類型:基于擠壓
- 國家: 俄羅斯