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生物打印的前沿:该行业的下一步是什么? – 3D打印行业资讯网 – 3D打印行业资讯网

生物打印的未来充满潜力,新趋势可能会影响该行业。这些即将到来的发展可能会推动下一波创新,扩大生物打印的能力。

随着生物打印领域的发展,一些关键趋势正在出现,有望塑造其未来。从人工智能 (AI) 的集成到推动可持续发展,这些趋势将重新定义生物打印在医学、研究等领域的应用。

使用人工智能的生物打印

生物打印专家最近谈论了人工智能和生物打印相结合的潜力。理想情况下,通过实时分析和优化复杂的生物数据,人工智能可以显着减少打印过程中的错误并改善结果。随着人工智能不断融入生物打印平台,预计将简化组织设计和生产,使流程更加高效和有效。

除了提高准确性之外,人工智能还可以通过预测不同材料在打印过程中如何相互作用和表现来优化生物墨水的成分。​​这可能会带来更具兼容性和功能性的面料。基于人工智能的预测模型可以模拟打印组织如何随着时间的推移而发展,从而深入了解其长期可行性以及与人类生物学的整合。

此外,人工智能正在帮助实现组织设计自动化,从而更轻松地为个体患者创建定制解决方案。这在个性化医疗中尤其重要,因为治疗必须针对每个人进行量身定制。人工智能还在实时监控打印过程、快速解决任何问题、从而获得更好的结果并减少浪费方面发挥着关键作用。

纳米组织工程

组织纳米工程在分子水平上进行,重点关注极小的结构,通常是纳米级的。这种方法使科学家能够设计出具有非常精细细节的组织,这些组织密切模仿活体组织的复杂结构,例如细胞和细胞外基质的排列。通过创建这些纳米结构,工程组织可以表现得更像真实的人体组织,从而改善其在医疗应用中的功能和集成度。

Nanoscribe(现属于 BICO 集团)是探索这一趋势的公司之一,该公司专注于 3D 微制造和纳米技术。该品牌开发用于生产纳米和微米结构的高精度 3D 打印机。这些机器用于组织工程,以创建极小、精细的支架和组件,增强工程组织的功能,有可能在组织修复和器官替换方面带来更好的结果。

一名研究生在 Alice White 的实验室中使用 Nanoscribe。图片由波士顿大学提供。

再生医学和生物打印

生物打印越来越多地融入再生医学,提供修复或替换受损组织和器官的创新方法。这一趋势对于开发适合每位患者需求的个性化治疗非常重要。利用患者自身的细胞,生物打印可以制造定制的组织植入物,从而显着提高医疗手术的成功率。

3D Systems 是在这一领域取得进展的公司之一。其医疗保健部门已扩展到包括用于复杂组织工程和再生医学的生物打印。具体来说,3D Systems 正在与 United Therapeutics 合作开发生物打印肺组织,以用于人体移植。

另一个例子是日本公司Cyfuse Biomedical,该公司开发了一种独特的生物打印技术,称为Regenova 3D生物打印机。该技术无需支架即可将细胞聚集体组装成三维组织。 Cyfuse 的方法已成功生成用于再生医学的组织,例如软骨和血管,展示了未来临床应用的巨大潜力。

BIO 3D 打印机 Regenova。图片由 Cyfuse 提供。

多材料生物打印

在单一生物打印过程中使用多种材料变得越来越普遍,这使得科学家能够创造出更复杂和功能更丰富的组织。通过在单一打印过程中组合不同的材料,研究人员可以生产出不仅看起来像天然组织,而且表现得更像天然组织的组织,从而增加了它们在医疗程序中的应用潜力。

Aspect Biosystems 是少数开发出生物打印技术的公司之一,该技术允许在一次打印中使用多种材料,例如多种细胞类型和细胞外基质成分。他们的工作对于开发用于药物测试、疾病建模和再生医学的组织非常重要。

生物打印的可持续性

与许多行业一样,可持续性正在成为生物打印的一个关键问题。​​研究人员和公司正在努力减少生物打印过程对环境的影响,从打印过程中使用的材料到消耗的能源。这包括开发由可再生或可生物降解材料制成的生物墨水以及设计更节能的机器。

尽管生物打印领域的可持续发展努力尚未广泛推广,但一些公司正在采取措施,例如 Poietis,该公司使用激光生物打印技术,通过优化生物墨水应用的精度来最大限度地减少浪费。他们对资源有效利用的关注有助于减少生物打印的环境足迹。​​此外,BICO 的子公司 Cellink 还开展可持续组织工程实践 (STEP) 计划,以促进环保实践。她专注于创造可持续的生物墨水并在生物打印中实施对环境负责的程序。与此同时,Rokit Healthcare 正在利用可生物降解材料开发生物墨水,以响应全球保护环境的努力。

研究人员使用 poietis ngb-r 生物打印机。

研究人员使用 Poietis 的 NGB-R 生物打印机。图片由 Poietis 提供。

随着生物打印领域的不断发展,这些趋势的融合不仅凸显了该行业正在发生的创新,而且还预示着生物打印可以在医学、研究等领域发挥关键作用的未来。此外,这些发展也反映在生物打印公司的全球格局中,如 3D打印行业资讯网 最近修订的生物打印世界地图所示。

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