美国BIOLIFE4D公司生物3D打印心脏用于心脏毒性测试

魔猴君  行业资讯   1673天前

据魔猴网了解，自8月份以来，BIOLIFE4D在他们的社交媒体平台上发布了不少预告片后，终于宣布了该公司最大的里程碑之一：他们成功地3D打印了一颗小小的心脏。但迷你心脏有多小？实际上，它大约是人类心脏的四分之一。生物3D打印迷你心脏的能力现在为生物技术公司提供了实现其最终目标的路线图：生物打印可用于移植的全尺寸人类心脏。

与全尺寸心脏相比，迷你心脏复制了部分功能指标 - 尽可能接近通过3D生物打印生成全功能心脏。科学里程碑是在公司位于休斯顿JLABS的研究设施完成的，由BIOLIFE4D的首席科学官Ravi Birla领导。“我们迷你心脏的功能表现与普通的哺乳动物心脏不同，尽管这是研究的未来目标。”Birla解释说， “我们的迷你心脏旨在用于药物心脏毒性筛查，这意味着它必须达到的标准低于可行的移植器官所需的标准。这就是为什么我们的迷你心脏的性能要求在这一点上不需要模仿一个功能齐全的动物心脏。“

在BIOLIFE4D进行生物打印

“随着我们的发展，我们将优化我们的bioink以及最佳功能性能所需的生物打印参数，”该专家表示，他之前曾在休斯顿担任德克萨斯心脏研究所干细胞工程系副主任。

那他们是怎么做到的呢？他们名单上的第一个是使用非常特定的不同细胞外基质化合物组合物开发一种专有的生物聚合物，这种化合物能够紧密复制哺乳动物心脏的特性。 bioink仍然没有正式的名称，因为它是在内部开发的，目前，它目前仅供BIOLIFE4D使用。

然后，他们开始创造一种新颖独特的生物打印算法，包括针对整个心脏优化的打印参数。 BIOLIFE4D将其专有的bioink与患者衍生的心肌细胞及其生物打印技术相结合，能够对心脏进行生物打印。 Birla建议，由于他们已经开发的战略合作伙伴关系，他们可以访问和使用市场上的大多数商用打印机，但迷你心脏基本上是使用CELLINK INKREDIBLE +在他们的实验室生物制造的。

目前那些幸运地接受捐赠心脏移植手术的人实际上只是将一种疾病换成另一种疾病。供体心脏将挽救他们的生命，但为了防止排斥，患者需要服用大量免疫抑制剂治疗，这对患者造成许多重大挑战。通过将心脏从患者自身细胞中生物工程化，我们消除了对免疫抑制剂治疗的需求，这可以为患者提供更好的生活质量道。有了这种平台技术，BIOLIFE4D现在可以很好地在其基础上进行构建，并致力于开发全方位的人类心脏。这一最新的里程碑也使该公司成为全心生物工程最前沿的顶级竞争者之一，这一领域正在迅速发展。

然而，除了迷你心脏所代表的科学进步之外，这也是为药物工业和药物发现公司提供新药物和化合物的心脏毒性测试的新工具的机会。迄今为止，用于预测新药或化合物的心脏毒性作用的模型基本上限于动物模型。但BIOLIFE4D打算最终提供迷你心脏作为预测心脏毒性的更可靠的模型，声称没有比人类心脏更好的预测人类心脏的反应。这也是减少用于测试目的的动物数量的机会，因为这已经在很多地区被禁止，包括印度，欧盟，新西兰，以色列和挪威。

“我们已经与为制药和药物研发行业提供心脏毒性测试服务的公司密切合作。所有药物，新化合物以及目前在进入人类市场之前经历过心脏毒性测试要求的任何其他物质都可能成为迷你心脏的候选者。毕竟，什么可以提供一个更好的预测模型，人类的心脏会如何响应人类的心脏（尽管是缩小版本）？“Birla透露。

尽管BIOLIFE4D尚未能够重现人类心脏的全部功能，但迷你心脏具有人类心脏的许多特征。

“虽然我们拥有生物工程迷你心脏，这本身就是一项重大成就，在整个心脏工程领域取得了重大进展，使我们更接近生物打印人类心脏进行移植，但这一成就并没有为我们提供具体的时间 - 关于什么时候可以获得完全功能的心脏的线路或重要指导。“根据Birla的说法，由于复杂的三叶片几何形状，此时人体心脏3D打印最困难的部分是瓣膜。但随着它们开始扩大规模，他们可以预期保持器官活力所需的复杂脉管系统可能是一个巨大的挑战。

Birla坚信“用作迷你心脏基本部分的算法可能会改变实验室未来生物打印器官的方式。我们使用非常具体和高度定制的打印参数对我们为实验室和特定用途定制的迷你心脏进行生物打印。有些过程最终可以用于其他器官的生物工程，但我们生物工程人心脏的整个过程对于一颗心来说是独一无二的。“

BIOLIFE4D享有的巨大优势之一是，他们能够与各主要研究机构和医院建立战略合作伙伴关系，使他们能够使用一些最先进的设施和设备。然而，由于其工作的高度机密性，其中大部分是在实验室和他们自己的研究人员内部完成的。

魔猴网3D打印点评：

成功展示迷你心脏是BIOLIFE4D的一系列科学里程碑中的最新成果，因为它寻求生产世界上第一个可用于移植的3D生物打印人类心脏。早在2013年，他们成功地对各种心脏组件进行3D生物打印，包括瓣膜，脑室，血管，并在2018年6月，他们3D生物打印的人类心脏组织（心脏补片）。

他们创新的3D生物打印过程能够将患者自己的白细胞重新编程为iPS细胞，然后将这些iPS细胞分化为3D生物打印单个贲门成分所需的不同类型的心脏细胞，最终将人类心脏可行的移植。

在BIOLIFE4D，他们知道在移植的全尺寸人类心脏的道路上仍然存在挑战，然而，这一成就预示着他们正走在正确的道路上。他们强调说，他们的成功，以及他们已经取得的重大进步，是一个令人难以置信的团队努力的结果，一个从事生物工程师到生命科学家的多学科研究人员组成的项目。他们的团队由具有特定技能和专业领域的人员组成，他们都努力在尽可能短的时间内将这种令人难以置信的救生技术推向市场。

来源：中国3D打印网