活細胞組織活性生物材料3D打印制造音!

—Biofactory科研活性細胞組織材料打印制造系統(tǒng)

亮點：

多達8個打印頭，具有復(fù)雜組織等打印物構(gòu)建能力：

可以同時打印8種細胞和支架材料等材料，更利于整體三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，從而實現(xiàn)同時打印組織/器官內(nèi)的不同組分，使用不同的細胞、細胞外基質(zhì)和生物活性因子，并且使用精確的配比。

高精度：即分辨率高,該系統(tǒng)射出精度20pl和顛覆傳統(tǒng)的三維陀螺定位可精確控制墨水噴射位置和墨水的量，有利于生物顯微結(jié)構(gòu)的建立，有利于局部痕量供給生物活性因子及藥物，從而有利于控制組織的局部生長發(fā)育

噴嘴直徑：為活性細胞組織量身定制70um-2mm

可以精確控制水凝膠噴射位置和墨水的量，有利于生物顯微結(jié)構(gòu)的建立，有利于局部痕量供給生物活性因子及藥物，從而有利于控制組織的局部生長發(fā)育

微結(jié)構(gòu)控制能力: Flow box提供細胞組織所需要的，類似體內(nèi)溫度、濕度、光照、氧氣/二氧化碳濃度控制能力

構(gòu)建速度快：配套生物材料、生物墨水,能夠快速的制造生物組織/器官，保證了生物材料的存活率，從而顯著有利于再生醫(yī)藥、等未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

按需打印細胞組織器官：可以按需制造出符合個體需求的單個器官或組織，真正實現(xiàn)醫(yī)學(xué)的個性化需求

BioFactory專有的HMI和BIOCAD專業(yè)生物打印軟件:

控制打印的進行。軟件容易操作，文件轉(zhuǎn)換精確，確保后期打印精度;

HMI生物打印軟件可以同時對4個打印頭的參數(shù)進行輸入，如打印材料，噴頭直徑、加熱情況、噴射點距、定位參數(shù)

制作盤溫可溫控:-5-80℃

打印材料廣泛：達到200多種材料，涵蓋牛頓力學(xué)和非牛頓力學(xué)材料粘度：20–30’000mPas

細胞組織無損傷：*可見激光固化，對細胞無損傷

*的生物材料和干細胞技術(shù)：

對使用儀器者提供*的生物凝膠BioInk和 OsteoINK, 適于大量細胞的種植、細胞和組織的生長、細胞外基質(zhì)的形成、氧氣和營養(yǎng)的傳輸、代謝物的排泄以及血管和神經(jīng)的內(nèi)生長

Biofactory科研活性細胞組織材料打印制造系統(tǒng)—典型應(yīng)用案例：

（1）Lenke Horva ,Yuki Umehara, Corinne Jud, et al. Engineering an in vitro air-blood barrier by3D bioprinting, Nature,22 January 2015

 2015年Nature雜志專門刊發(fā)RegenHU BioFactory的應(yīng)用文章，介紹其在構(gòu)建體外血液-空氣組織屏障方面的應(yīng)用,研究人員成功利用BioFactory的打印精度優(yōu)勢，采用內(nèi)皮細胞和上皮細胞構(gòu)建了肺泡體外三維模型，為研究血-空氣屏障的體外組織提供了非常好的途徑。

（2）Kesti M, MüllerM, Becher J,  et al. Aversatile bioink for three-dimensional printing of cellular scaffolds based onthermally and photo-triggered tandem gelation. Acta Biomater. 2015Jan;11:162-72 

3）Carrel J-P, WiskottA,Moussa M, Rieder P, Scherrer S,Durual S. A 3D printed TCP/HA structure as anew osteoconductive scaffold for vertical bone augmentation.Clin. Oral Impl.Res. 00, 2014,1–8.

BioFactory三維生物打印機系統(tǒng)介紹 
瑞士RegenHUBIOFACTORY是目前已知的三維打印機中功能強大的生物打印機，產(chǎn)品一經(jīng)推出，立即受到組織工程領(lǐng)域的科學(xué)家的重視。其強大的動力系統(tǒng)、*的轉(zhuǎn)盤式選擇定位系統(tǒng)、可擴展到8只打印頭的材料選擇平臺，都為科學(xué)家的研究能力增加了強大的保障。

1、BioFactory系統(tǒng)動力系統(tǒng)介紹 

圖4-2 BioFactory系統(tǒng)動力系統(tǒng)綜合介紹 

圖4-3BioFactory可擴展到8只打印頭

BioFactory大可以擴展到8只打印頭，支持五種打印方式，讓打印的組織賦予更多功能，可以構(gòu)建更為復(fù)雜的組織；

圖4-4精確的三軸組合移動平臺，打印精度更高

2、BioFactory配置不同型號的打印頭 
配備多達5種不同型號的打印頭，可以實現(xiàn)組織工程支架打印、細胞打印和對高分子，如蛋白質(zhì)和多種有機大分子的打印。

1. CF300N (non heated)

2. CF300H (heated)

3. DD 135N

4. CF130N

5. UVPen-365

圖4-5BioFactory可實現(xiàn)組織工程支架打印、細胞打印較和生物大分子打印

3、BioFactory的適應(yīng)性生物材料、生物墨水 

圖4-6 BioFactory適應(yīng)多種水凝膠和高分子材料 

達到200多種材料，涵蓋牛頓力學(xué)和非牛頓力學(xué)材料，粘度在20–30000mPas之間都可以。

4、BioFactory打印環(huán)境控制能力 
Flow box提供了滅菌功能，可以控制溫度、濕度、光照、氧氣/二氧化碳濃度。

圖4-7 BioFactory的Flow box

5、BioFactory的主要優(yōu)勢

1. 高精度：可以精確控制水凝膠噴射位置和墨水的量，有利于生物顯微結(jié)構(gòu)的建立，有利于局部痕量供給生物活性因子及藥物，從而有利于控制組織的局部生長發(fā)育。

2. 可以同時打印8種細胞和支架材料，更利于整體三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，從而實現(xiàn)同時打印組織/器官內(nèi)的不同組分，使用不同的細胞、細胞外基質(zhì)和生物活性因子，并且使用精確的配比。

3. 構(gòu)建速度快：能夠快速的制造生物組織/器官，保證了生物材料的存活率，從而顯著有利于再生醫(yī)藥、等未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

4. 可以按需制造出符合個體需求的單個器官或組織，真正實現(xiàn)醫(yī)學(xué)的個性化需求。

6、相關(guān)案例參考 
（1）Lenke Horva , Yuki Umehara, Corinne Jud, et al. Engineering an invitro air-blood barrier by 3D bioprinting, Nature,22 January 2015
2015年Nature雜志專門刊發(fā)RegenHU BioFactory的應(yīng)用文章，介紹其在構(gòu)建體外血液-空氣組織屏障方面的應(yīng)用
研究人員成功利用BioFactory的打印精度優(yōu)勢，采用內(nèi)皮細胞和上皮細胞構(gòu)建了肺泡體外三維模型，為研究血-空氣屏障的體外組織提供了非常好的途徑。

圖4-8相比于手工構(gòu)建，生物打印的組織細胞生長均勻，可以快速成層生長，形成不同細胞層組成的組織結(jié)構(gòu)

（2）Kesti M, Müller M, Becher J,  et al. A versatilebioink for three-dimensional printing of cellular scaffolds based on thermallyａnd photo-triggered tandem gelation. Acta Biomater. 2015 Jan;11:162-72 

圖4-9通過共混溫敏性聚合物聚-N-異丙基丙烯酰胺接枝透明質(zhì)酸與甲基丙烯酸酯化的透明質(zhì)酸，將其作為支架材料進行生物打印測試，結(jié)果顯示其對于細胞具有良好的生物相容性。其形成的三維結(jié)構(gòu)在打印后可以快速凝膠化，同時保證*的機械性能穩(wěn)定。在應(yīng)用牛軟骨細胞進行測試后，顯示流變性能，溶脹行為都達到要求，生物相容性良好。 
（3）Carrel J-P, Wiskott A,Moussa M, Rieder P, Scherrer S,Durual S. A 3Dprinted TCP/HA structure as a new osteoconductive scaffold for vertical boneaugmentation.Clin. Oral Impl. Res. 00, 2014,1–8. 

圖4-10利用磷酸三鈣和和羥基磷灰石3D打印多孔骨細胞生長支架，其具有良好的孔隙度和互聯(lián)互通性能，特別符合成骨細胞生長。在羊顱骨模型測試中，證明其可以很好地促進皮質(zhì)骨的縱向生長。相比于現(xiàn)有的骨替代材料，三維打印的多孔骨細胞生長支架可以提高垂直骨生長過程，植入羊顱骨模型顯示其產(chǎn)生的新骨量比顱骨高3 mm，骨量比標準的材高四倍以上，顯示其具有更好的骨生長傳導(dǎo)性（osteoconductivity）。