서론: 의학 연구, 즉 동물 실험에는 없어서는 안 될 연결 고리가 있습니다. 불완전한 통계에 따르면 매년 전 세계 수백만 마리의 동물이 과학 실험의 희생양이 됩니다. 피비린내 나는 소리지만 의료 발전이 거쳐야 하는 과정이기도 하다. 그러나 최근 몇 년간 3D 바이오프린팅 기술의 발달로 일부 바이오프린팅 구조는 생체조직의 기능적 대체를 달성하고 점차 동물 실험을 대체하는 목적을 달성할 것으로 기대된다.
△In 2014, about 400,000 mice died in the laboratory
2022년 2월 18일 유럽 연합(EU){2}}이 자금을 지원하는 프로젝트에서 3D 바이오프린팅을 통해 실험적 의학 연구에서 동물 실험을 줄이는 방법을 모색하고 있습니다. IBEC(Institute of Bioengineering of Catalonia)가 조정한 BRIGHTER(Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) 프로젝트는 조직 공학 및 재생 의학 3D 바이오프린팅 공정에 대한 새로운 새로운 접근 방식을 개발하여 박제술 사용을 줄이고 있습니다. 이러한 지역. 특히 이 프로젝트는 패턴화된 레이저 광 시트를 기반으로 하는 새로운 바이오프린팅 기술을 사용하여 인간 피부를 제작하는 데 중점을 두고 있습니다.
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.
3D 프린팅으로 동물 실험 줄이기
3D 바이오프린팅 기술은 지난 10년 동안 비약적으로 발전했으며 생존 가능한 환자{1}}특정 조직을 개발하는 데 큰 진전을 이뤘습니다. 이러한 개발은 미래의 효능 시험에 대한 약속을 가지고 있지만, 조직은 여전히 대부분 실험적이며 인간의 약물 시험은 수십 년이 걸립니다. 그러나 학계와 산업계는 이를 바꾸기 위해 노력하고 있습니다. 스웨덴 바이오프린터 제조업체인 CELLINK는 동물에 무해한 세포 테스트 모델에 대한 연구를 발전시키겠다고 약속하고 슈투트가르트 대학에서 미니어처 피부 모델을 사용하여 암 치료제의 효능을 테스트하고 제거하기 위해 노력하고 있습니다. 동물 실험.
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.
동물 실험에 대한 보다 인간적인 대안
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.
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