2024 年 3DPI 奖：Frontier Bio 实验室培养的肺组织

Frontier Bio 首席执行官埃里克·贝内特 (Eric Bennett) 向我们详细介绍了再生医学中的 3D 打印以及实验室培养人体组织的开发，其目标是最终消除器官移植等候名单。 Frontier Bio 的创新应用，例如脑芯片技术，为创伤性脑损伤 (TBI) 的动物研究提供了一种人道且高度相关的替代方案，未来具有针对阿尔茨海默病和痴呆等疾病的药物发现潜力。

他们在血管组织工程方面的进步有望使生物移植物在改善心脏和外周动脉手术的效果方面优于合成替代品。通过将 3D 生物打印和细胞自组装相结合，Frontier Bio 克服了复制肺泡等复杂结构的重大挑战。 Frontier Bio 的实验室培养肺组织已被提名为 2024 年 3D 打印行业奖的年度医疗、牙科或医疗保健应用类别。

3DPI：您能描述一下您的应用吗？

埃里克·贝内特： Frontier Bio 正在开发实验室培养的人体组织，目标是最终替换受损器官并消除器官移植的等待名单。在不久的将来，我们将向寻求动物研究替代方案的研究组织提供组织和工程服务。例如，我们的芯片大脑技术正在取代创伤性脑损伤 (TBI) 研究中的动物模型，提供更相关的人类数据并带来显着的伦理效益。该技术未来在阿尔茨海默病和痴呆等疾病的疾病建模和药物开发方面具有潜在的应用前景。

3DPI：您的应用程序如何解决医疗、牙科或保健领域未满足的特定需求？您认为它对患者护理或健康结果有何影响？

埃里克·贝内特： 我们的创新解决了医学研究和治疗方面的关键差距，特别是通过我们在血管应用方面的发展。我们设想我们的活体移植物将用于心脏搭桥手术、外周动脉疾病的治疗和其他应用。我们的工程血管旨在减少对耐用性较差的合成移植物的依赖，通过更自然和功能性的替代品潜在地改善患者的治疗效果。同样，我们的肺部和大脑模型为更有效的药物测试和疾病研究提供了一个平台，加速了与人类健康直接相关的治疗方法的开发。从长远来看，我们计划为需要肺移植的患者制造全尺寸的肺。

3DPI：您能描述一下您在开发应用程序时面临的最大技术或工程挑战以及您是如何克服的吗？

埃里克·贝内特： 最重大的挑战之一是肺泡结构的创建，该结构非常复杂且难以使用传统方法复制。我们通过将3D生物打印与细胞自组装相结合，引导干细胞自然形成复杂的结构，解决了这个问题。这种方法被一些人称为 4D 打印的一种形式，它使我们能够克服当前打印技术的局限性，并在组织工程方面取得突破。但这不仅仅是创建形状和排列单元。我们已经成功开发了人类肺部模型来生产表面活性剂和粘液等天然物质。

3DPI：你们的创新如何使医疗程序、制造或患者康复时间变得更容易或更高效？

埃里克·贝内特： 我们开发了一种新的血管技术，可以显着缩短患者的康复时间并改善长期治疗结果。传统的合成移植物往往失败率较高；我们的生物血管有望实现更好的整合和功能，有可能改变需要血管介入治疗的患者的预后。

3DPI：与医疗保健专业人士或研究机构的合作在您的开发过程中发挥什么作用？这些合作伙伴关系如何影响您的创新？

埃里克·贝内特： 合作对于我们的成长和创新至关重要。从一开始，Frontier Bio 就与 Mayo Clinic 等领先机构合作，这些机构既是客户又是合作者，并得到了国家科学基金会 SBIR 计划的支持。这些合作丰富了我们的发展，确保我们的解决方案满足现实世界的医疗需求，并能快速从概念转向临床应用。

3DPI：您能否讨论任何突出您的技术真正优势的案例研究或患者结果？

埃里克·贝内特： 尽管我们的技术尚未应用于人类，但用于 TBI 研究的神经组织建模案例研究凸显了它们在不久的将来的应用潜力。传统的 TBI 研究通常依赖于动物模型，这引发了伦理问题以及对人类生物学适用性的质疑。我们的人体细胞模型提供了一种更相关、更人性化的替代方案，为更有效的治疗方法铺平了道路。

3DPI：您还有什么要补充的吗？

埃里克·贝内特： 我们非常感谢投资者、员工和社区的支持，他们帮助推动我们的使命向前发展。我们期待未来我们的技术能够最大程度地减少对动物研究的需求，并使器官移植等候名单变得过时，从而改善全世界的患者护理和医学研究。

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该图像显示了一个 3D 打印生物反应器，其中包含发育成血管的种子细胞支架，用作评估医疗设备对人体脉管系统影响的模型。前沿生物摄影。