Wprowadzenie: Istnieje niezbędne ogniwo w badaniach medycznych, czyli eksperymentach na zwierzętach. Według niekompletnych statystyk miliony zwierząt na całym świecie padają ofiarą eksperymentów naukowych każdego roku. Chociaż brzmi to krwawo, jest to również proces, przez który musi przejść rozwój medyczny. Jednak wraz z rozwojem technologii bioprintingu 3D w ostatnich latach oczekuje się, że niektóre konstrukcje z bioprintem osiągną funkcjonalną wymianę żywej tkanki i stopniowo osiągną cel zastąpienia eksperymentów na zwierzętach.
△W 2014 r. w laboratorium zmarło około 400 000 myszy
18 lutego 2022 Projekt finansowany przez Unię Europejską (UE) ma na celu ograniczenie testów na zwierzętach w eksperymentalnych badaniach medycznych poprzez bioprinting 3D. Koordynowany przez Instytut Bioinżynierii Katalonii (IBEC), projekt BRIGHTER (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) opracowuje nowe nowatorskie podejścia do inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej 3D bioprinting procesy w celu zmniejszenia wykorzystania taksydermii w tych obszarach. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że projekt koncentruje się na wytwarzaniu ludzkiej skóry przy użyciu nowatorskiej techniki bioprintingu opartej na wzorzystych arkuszach światła laserowego.
Profesor Elena Martinez, koordynator projektu BRIGHTER, powiedziała: "Nasz innowacyjny system bioprintingu 3D nie tylko osiąga tkankę bliżej rzeczywistej rzeczy, ale jest również znacznie szybszy niż obecne systemy, co jest niezbędnym czynnikiem zapewniającym żywotność nowej tkanki. "
△ Mały kwadrat zawierający macierz komórek skóry. Zdjęcie przez IBEC.
Ograniczenie testów na zwierzętach dzięki drukowaniu 3D
Technologia bioprintingu 3D rozwinęła się skokowo w ciągu ostatniej dekady, z dużymi postępami w opracowywaniu żywotnych tkanek specyficznych dla pacjenta. Podczas gdy te zmiany są obiecujące dla przyszłych badań skuteczności, tkanki są nadal w dużej mierze eksperymentalne, a badania leków na ludziach są odległe o dziesięciolecia. Jednak zarówno środowisko akademickie, jak i przemysł pracują nad zmianą tego, a szwedzki producent bioprinterów CELLINK zobowiązał się do przyspieszenia badań nad nieszkodliwymi dla zwierząt modelami testowymi komórek i wykorzystaniem miniaturowych modeli skóry na Uniwersytecie w Stuttgarcie do przetestowania skuteczności leków przeciwnowotworowych w celu wyeliminowania testów na zwierzętach.
Gdzie indziej platforma Biopixlar firmy Fluicell wyprodukowała wysoce złożone modele neuronowe, które wykazują potencjał dla przyszłych zastosowań klinicznych leków przesiewowych, podczas gdy system NanoOne Bio firmy UpNano koncentruje się na wytwarzaniu mikrostruktur hodowli komórkowych, które mogą pomóc zmniejszyć liczbę eksperymentów na zwierzętach za badaniami klinicznymi.
△CELLINK pozyskał specjalistę w dziedzinie technologii in vitro MatTek w celu stworzenia nieszkodliwego modelu testowania leków. Zdjęcie za pośrednictwem MatTek.
Bardziej humanitarna alternatywa dla testów na zwierzętach
Oprócz IBEC w projekcie BRIGHTER uczestniczą również Uniwersytet Goethego we Frankfurcie, Centrum Technion w Izraelu oraz firmy biotechnologiczne Mycronic i Cellendes. Program ma nadzieję pokonać wiele barier technicznych, które obecnie ograniczają wytwarzanie złożonej tkanki ludzkiej. Partnerzy współpracują nad opracowaniem nowatorskiego procesu bioprintingu arkuszy świetlnych zdolnego do tworzenia złożonych i dokładnych modeli in vitro, które można wykorzystać do testowania kosmetyków i leków w przemyśle farmaceutycznym i warunkach badawczych. Aby dostroić technologię, zespół BRIGHTER pracuje nad drukowaniem 3D ludzkiej skóry, wysoce złożonej tkanki złożonej z wielu typów komórek i struktur, takich jak gruczoły potowe i mieszki włosowe. Hydrożele będą stanowić kluczowy składnik procesu bioprintingu, ponieważ stanowią podstawę do wzrostu komórek i tworzenia nowych tkanek, a także mogą być personalizowane za pomocą własnych komórek pacjenta. Aby wydrukować skórę o pożądanej strukturze, kształcie i spójności, naukowcy wykorzystują zaawansowane techniki obrazowania, które łączą oświetlenie z arkuszy świetlnych i masek cyfrowych o wysokiej rozdzielczości. Nakładając laser bezpośrednio na hydrożel, komórki w nim zawarte mogą być "wzorzyste" i ukształtowane we właściwy kształt, umożliwiając zespołowi kontrolowanie sztywności, kształtu i rozmiaru drukowanych struktur 3D.
Zdolność do kształtowania hydrożeli na wysokim poziomie jest szczególnie ważna dla pomyślnego drukowania ludzkiej skóry, ponieważ tkanka ta składa się z wielu warstw komórek różnych typów. Według zespołu BRIGHTER, ich proces bioprintingu był również w stanie stworzyć naczynia krwionośne drukowanej tkanki i umożliwić funkcję gruczołów łojowych i potowych, a także mieszków włosowych do wzrostu włosów. Dr Nuria Torras, doktor habilitowany w IBEC, powiedziała: "Mamy nadzieję, że będziemy w stanie wydrukować próbkę skóry o powierzchni 1 centymetra kwadratowego i grubości 1 mm w ciągu około 10 minut ze wskaźnikiem żywotności komórek ponad 95%, znacznie poprawiając obecne warunki bioprintingu. " Projekt BRIGHTER ma nadzieję, że udane drukowanie modelu skóry in vitro potwierdzi jego potencjał do stosowania w środowisku farmaceutycznym i badawczym, a ostatecznie ograniczy testowanie na zwierzętach w zakresie testowania leków i kosmetyków.
Guangmai Technology jest głęboko zaangażowana w zdrowe i inteligentne źródła światła, dostarczając pełną gamę produktów UVA UVB UVC LED, infrared IR LED VCSEL i rozwiązań na rynek. Ma setki wysokiej jakości partnerów na rynkach krajowych i zagranicznych, aby wspólnie promować wykorzystanie technologii świetlnej do tworzenia zdrowego i inteligentnego życia. .
