Vital3D利用器官生物3D打印塑造醫(yī)學(xué)的未來

導(dǎo)讀：生物3D打印在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不斷增長。越來越多的公司正在開發(fā)自己的增材制造解決方案，以根據(jù)個體患者的需求定制器官和組織。考慮到這一點，生物技術(shù)公司 Vital3D 為醫(yī)學(xué)研究、藥物發(fā)現(xiàn)和再生醫(yī)學(xué)提供了先進的解決方案。其目的是什么？整合尖端的生物3D打印技術(shù)（如雙光子聚合），通過個性化的患者治療塑造醫(yī)學(xué)的未來。

Vital3D 是一家總部位于立陶宛的先鋒生物科技初創(chuàng)公司，致力于創(chuàng)新醫(yī)學(xué)研究、藥物發(fā)現(xiàn)和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的先進解決方案。Vital3D 成立于 2021 年，其專家團隊推出了創(chuàng)新的生物打印技術(shù)，旨在彌合器官供需之間的差距，專門從事人體器官（尤其是腎臟）的 3D 打印。據(jù)透露，Vital3D公司擁有 10 名員工，擁有激光、生物技術(shù)、軟件編程和機械工程方面的專家。想要了解更多信息請訪問Vital3D 網(wǎng)站：https://www.vital3d.eu/

Vital3D公司的首席執(zhí)行官VidmantasSakalys有著計算機工程的專業(yè)背景，此前在各種 IT 公司的管理方面積累了 20 多年的實踐經(jīng)驗。在接觸到激光微加工行業(yè)后，Sakalys意識到激光對于制造需要非常高精度的 3D 打印模型非常有效，并由此進入了生物3D打印領(lǐng)域。

△Vidmantas Sakalys，Vital3D 首席執(zhí)行官

Sakalys表示：“我在之前的一家初創(chuàng)公司工作時失去了一位導(dǎo)師，他死于泌尿系統(tǒng)癌癥。我一直想開發(fā)一種技術(shù)來幫助治療這種絕癥。我和一位專攻激光的同事認(rèn)為，光可能是生命科學(xué)的完美工具——我們可以用它來打印新的人體器官，以解決我導(dǎo)師所經(jīng)歷的情況。于是，在 2021 年底，3D 生物打印機打印腎臟的想法誕生了。”

Vital3D為生命科學(xué)研究機構(gòu)提供Vital Light 3D 打印機作為設(shè)備。同時，他們還提供醫(yī)療設(shè)備、組織和器官的打印服務(wù)。我們的愿景是成為組織和器官 3D 打印服務(wù)提供商。

Vital3D生物3D打印技術(shù)原理及應(yīng)用

Vital3D 的生物打印工藝以激光作為打印工具為基礎(chǔ)。與分子噴涂不同，該工藝使用光源對準(zhǔn)感光生物墨水，在光的“壓力”下使材料變硬。打印結(jié)構(gòu)從生物墨水池中浮現(xiàn)出來。

想象一下用鋼筆畫一幅畫，一點一點地上色。現(xiàn)在想象一下你必須粉刷整面墻：用鉛筆，這需要你花很長時間。為了更快地繪畫，我們可以使用更寬的畫筆來為更大的表面著色。這就是 Vital3D 動態(tài)光操縱技術(shù) FemtoBrush 的精髓。激光束的形狀會隨時變化，以表示鉛筆、畫筆或甚至更復(fù)雜的形狀，如橢圓形。

△采用 Vital3D 技術(shù)創(chuàng)建的支架

通過將這項創(chuàng)新引入光聚合生物打印技術(shù)中，Vital3D希望能夠應(yīng)對器官打印中血管化的挑戰(zhàn)�！袄L圖的筆”可以小到1 微米，以打印最小的血管，切換到“刷子模式”將使打印過程加快數(shù)百倍，從而能夠在 24 小時內(nèi)打印整個腎臟。

器官3D 打印的主要優(yōu)勢和局限性

器官生物3D打印是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展迅速的領(lǐng)域，但目前還無法打印出功能齊全、可移植的人體器官。盡管有報道稱生物打印組織已成功移植到動物體內(nèi)，但距離人體移植仍遙遙無期。

器官移植的生物學(xué)原理十分復(fù)雜，而且需要長期保持兼容性和功能性，這是研究人員仍在努力解決的挑戰(zhàn)。生物打印組織的血管化（血管的形成）仍然是一項重大挑戰(zhàn)。如果沒有功能性血管網(wǎng)絡(luò)，就很難讓 3D 打印器官保持活力和功能性。

那么我們已經(jīng)可以用 3D 打印什么了？組織和器官模型、類器官（微型模型）、手術(shù)模型、牙科和個性化植入物、假體、助聽器、藥物輸送裝置、個性化手術(shù)工具，以及最后但并非最不重要的患者專用指南。

3D生物打印在醫(yī)療領(lǐng)域的未來前景

雖然從長期來看打印人體任何部位的是很值得期待的，但這很可能是一個需要多年時間才能逐漸實現(xiàn)的過程。大多數(shù)從事該領(lǐng)域的研究人員都認(rèn)為，15 到 20 年是第一個大型生物3D打印人體器官出現(xiàn)的合理時間范圍。隨著技術(shù)的進步和對生物學(xué)的了解不斷加深，未來從復(fù)雜的器官到復(fù)雜的組織，更廣泛的人體部位都可能實現(xiàn) 3D 打印和移植。我想象生物打印可以延長人類的壽命，讓我們的后半生更加愉快。

△Vital3D 的生物打印系統(tǒng)能夠創(chuàng)建多種個性化醫(yī)療模型

生物打印機在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用代表著一項有希望的倫理變革，不僅在移植領(lǐng)域，而且在疾病研究和藥物開發(fā)領(lǐng)域也是如此。打印類器官或器官芯片模型和組織可以創(chuàng)建更人性化的模型（與目前的動物模型相比），并提高研究過程的精確度和效率，最終帶來醫(yī)學(xué)的新進展。目前，器官芯片模型的開發(fā)呈指數(shù)級增長，表明積極利用這項技術(shù)進行研究的前景光明。

隨著技術(shù)創(chuàng)新不斷提高器官芯片模型的可重復(fù)性、復(fù)雜性和可擴展性，研究人員將能夠利用日益完善的工具來了解人體生理學(xué)和病理學(xué)。這些進步不僅可以徹底改變我們對細胞和分子水平疾病的理解，還可以大大減少對傳統(tǒng)動物實驗方法的需求，為生物醫(yī)學(xué)科學(xué)更人道、更有效的新時代鋪平道路。