在传统方法中,我们把一些疾病归成一类,然后给他们起一个名字。但是这些疾病在每个人身上的表现情况都不相同。而且药物研发过程也有些跟不上时代发展–我们总是在昂贵的临床试验中研发一种能适用于成千上万病人的药物,却不能研发个性化的药品。但是今天,技术让个性化药物成为现实,我们可以为一个病人单独研发一种药物。
BioBots是一家美国生物技术创业公司,他们的业务涉及计算机科学和化学两大领域。该公司的第一款产品是可以打印生物材料的3D打印机,普通的3D打印机利用塑料进行打印,而BioBots公司的3D打印机则利用特殊的墨水。这种墨水由生物材料和活体细胞组成,可以用来打印3D活体生物组织和微型人体器官。目前,他们打印出来的产品可以用于科研和临床阶段之前的筛查,比如替代动物完成药物检测。虽然生物制造领域逐渐向着制造可替代性人体器官的方向发展,但是BioBots公司依旧不能利用人体细胞打印出可供替换使用的器官。短期之内,该公司技术的潜在用途将是帮助培养特定的疾病治疗方法。
BioBots认为这种技术是研发个性化治疗方案的一个途径。这些打印出来的组织模型概括了人体的功能,可以用它们研发用于临床实践的化合物。这样一来,就能在进入临床试验阶段之前找到假阳性误报的情况。未来病人来到诊所后,医生可以直接提取他们的细胞并打印3D组织、微型组织,然后利用这些个性化产品为病人测试不同的治疗方案、药物疗效。同样,医生也能据此为病人特定的病情制定个性化的疗法。
BioBots公司的3D打印机内置了一个挤压机,利用液压将材料挤出喷头。一旦生物材料打印成型,设备会利用蓝色的可见光完成结构硬化工作。打印的时间根据打印内容各不相同,取决于试图制造组织的类型。目前为止,BioBots的客户已经打印出了骨骼、肺、肝、心脏、大脑、皮肤和软骨组织。
BioBots的打印机使用蓝色可见光和掺有特定墨水的复合型光引发剂加工处理生物组织,而不是像其他设备那样采用紫外线和压力完成打印。卡布雷拉介绍称,他们的方法效率更高,因为利用压力和紫外线打印活体组织会损伤活体细胞,而蓝色可见光对细胞没有不利影响。
为了利用这款设备打造生物组织(比如一片骨骼、软骨或者肝脏),用户需要将该公司的光引发剂粉末与他们想要用于打印的活体细胞集合起来。同时,他们还需要加入结合因子,确保细胞结合在一起。
BioBots公司的墨水由三种粉末构成,用户需要加入结合因子和自己想要使用的活体细胞。混合之后等待5-10分钟,然后将这些物质加入到打印设备里。用户还需要利用AutoCAD、Solidworks等CAD设计软件完成结构设计工作。