Inledning: Det finns en oumbärlig länk i medicinsk forskning, det vill säga djurförsök. Enligt ofullständig statistik faller miljontals djur över hela världen offer för vetenskapliga experiment varje år. Även om det låter blodigt är det också en process som den medicinska utvecklingen måste gå igenom. Men med utvecklingen av 3D-bioprintningsteknologi under de senaste åren förväntas vissa bioprintade konstruktioner uppnå funktionell ersättning av levande vävnad och gradvis uppnå syftet att ersätta djurförsök.
△In 2014, about 400,000 mice died in the laboratory
18 februari 2022 Ett EU-finansierat projekt försöker minska djurförsök inom experimentell medicinsk forskning genom 3D-bioprinting. Projektet BRIGHTER (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) samordnas av Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC), och utvecklar nya nya metoder för vävnadsteknik och regenerativ medicin 3D-bioprintningsprocesser för att minska användningen av taxidermi i dessa områden. Särskilt anmärkningsvärt fokuserar projektet på tillverkning av mänsklig hud med hjälp av en ny bioprintteknik baserad på mönstrade laserljusark.
Professor Elena Martinez, coordinator of the BRIGHTER project, said: "Our innovative 3D bioprinting system not only achieves tissue closer to the real thing, but is also much faster than current systems, an essential factor in ensuring the viability of new tissue."
△ A small square containing a matrix of skin cells. Photo via IBEC.
Minska djurförsök med 3D-utskrift
Tekniken för 3D bioprinting har gjort stora framsteg under det senaste decenniet, med stora framsteg i utvecklingen av livskraftiga patientspecifika-vävnader. Även om denna utveckling lovar framtida effektprövningar, är vävnaderna fortfarande till stor del experimentella, och prövningar av humanläkemedel är decennier borta. Men både den akademiska världen och industrin arbetar för att ändra på det, med den svenska bioprintertillverkaren CELLINK som lovar att främja sin forskning om testmodeller för ofarliga djurceller och använder miniatyrhudmodeller vid universitetet i Stuttgart för att testa effektiviteten av cancerläkemedel i syfte att eliminera djurförsök.
Elsewhere, Fluicell's Biopixlar platform has produced highly complex neural models that show potential for future clinical drug screening applications, while UpNano's NanoOne Bio system is focusing on the fabrication of cell culture microstructures that may have Helps reduce the number of animal experiments behind clinical trials.
△CELLINK has acquired in vitro technology specialist MatTek to create a harmless drug testing model. Photo via MatTek.
Ett mer humant alternativ till djurförsök
In addition to IBEC, the Goethe University Frankfurt, the Technion Center in Israel and the biotechnology companies Mycronic and Cellendes are also participating in the BRIGHTER project. The program hopes to overcome many of the technical barriers that currently limit the fabrication of complex human tissue. The partners are collaborating on the development of a novel light-sheet bioprinting process capable of producing complex and accurate in vitro models that can be used for cosmetic and drug testing in the pharmaceutical industry and research settings. To fine-tune the technology, the BRIGHTER team is working to 3D print human skin, a highly complex tissue composed of multiple cell types and structures, such as sweat glands and hair follicles. Hydrogels will form a key component of the bioprinting process, as they form the basis for cells to grow and form new tissues, and they can also be personalized using a patient's own cells. To print skin with the desired structure, shape, and consistency, the researchers are using advanced imaging techniques that combine illumination from light sheets and high-resolution digital masks. By applying the laser directly to the hydrogel, the cells within it can be "patterned" and shaped into the right shape, allowing the team to control the stiffness, shape and size of the 3D printed structures.
The ability to shape hydrogels at a high level is especially critical for successfully printing human skin, because this tissue is made up of many layers of cells of different types. According to the BRIGHTER team, their bioprinting process was also able to create the blood vessels of the printed tissue and enable the function of sebaceous and sweat glands, as well as hair follicles to grow hair. Dr Nuria Torras, a postdoctoral researcher at IBEC, said: "We hope to be able to print a skin sample with an area of 1 square centimeter and a thickness of 1 mm in about 10 minutes with a cell viability rate of over 95 percent , greatly improving current bioprinting conditions. "The BRIGHTER project hopes that successful printing of the in vitro skin model will validate its potential for use in pharmaceutical and research settings, and ultimately reduce animal testing for drug and cosmetic testing.
Guangmai Technology är djupt engagerad i hälsosamma och smarta ljuskällor och tillhandahåller ett komplett utbud av UVA UVB UVC LED, infraröd IR LED VCSEL produkter och lösningar till marknaden. Det har hundratals högkvalitativa-partners på inhemska och utländska marknader för att gemensamt främja användningen av ljusteknik för att skapa ett hälsosamt och smart liv. .
