HU3DINKS项目希望利用人类生物墨水彻底改变生物3D打印技术

2023年8月4日，南极熊获悉了一个关于3D生物打印领域的重要消息。一项名为“用于3D打印的人类生物墨水”（HU3DINKS）的新项目正在引起广泛关注，它的目标是彻底改变现有生物3D打印技术。

△使用“类人墨水”进行结构打印

这一雄心勃勃的项目由IraSME倡议资助，且致力于推动跨国界的合作。项目集结了来自比利时和奥地利的优秀合作伙伴，每个合作伙伴都在不同领域具有独特的专业知识。

奥地利维也纳的THT Biomaterials拥有人类胎盘衍生材料方面的专业知识，而比利时根特的BIO INX则专注于开发各种印刷技术所需的生物墨水。此外，奥地利维也纳的MorphoMed提供医疗级丝绸技术支持，而UpNano以其在高分辨率生物3D打印技术方面的专业知识而闻名。此外，该项目还得到了奥地利维也纳的路德维希·玻尔兹曼创伤学研究所和AUVA的支持，他们对新开发的生物墨水进行了生物学验证。

△该项目致力于开发高分辨率的2PP 3D打印结构，其中包含活细胞

UpNano材料专家Markus Lunzer表示：“该技术在性能方面取得了一些巨大进步，但目前主要受到高性能生物材料缺乏的限制。”项目的成功将有望为3D生物打印技术注入新的活力，提高它的性能和可行性，从而为医疗领域的创新和发展带来更多可能性。此次项目的开展必将对推动个性化医疗解决方案、医疗器械制造以及整个医疗保健领域产生积极而深远的影响。

UpNano材料专家Markus Lunzer指出，尽管该技术在性能方面已取得了显著进展，但目前主要受到高性能生物材料缺乏的制约。HU3DINKS项目有望通过在结构和组成方面真正模仿人类细胞环境，引发该领域的范式转变。

△2PP 3D打印机

迈向更像人类的3D生物打印

目前，3D生物打印主要仰赖动物来源的材料，例如明胶或胶原蛋白。然而，随着科技发展，人们需要无动物替代品来代替动物测试，以此来更准确地模拟人体组织条件。该联盟指出，虽然已经尝试使用合成聚合物，但这些材料缺乏体内情境的复杂性，未能弥合体外测试和动物模型之间的差距。

HU3DINKS项目的目标在于开发高性能的人体组织生物墨水，可用于3D生物打印，包括挤出和高分辨率激光方法。尽管商业化的人体组织衍生材料已面世，但它们的生物活性和3D打印性能仍有待改进。因此，HU3DINKS联盟旨在将这些材料转化为生物墨水，以实现更高效的3D打印过程。

相对于传统的2D细胞培养技术，3D打印的人体组织模型能更准确地呈现自然的3D组织结构。这种模型可用于药物或化妆品的测试，符合科学研究中减少、替代和改进动物实验的3R原则。

实现这一目标的方法是采用高分辨率生物打印技术，特别是双光子聚合（2PP）。这项技术能够达到亚细胞分辨率，有效地模仿复杂的微细胞结构。此外，2PP是少数几种能够直接在微流控芯片内进行打印的方法之一，从而简化了药物筛选过程。

△3D打印微血管结构示意

生物3D打印技术正快速发展

近些年生物3D打印技术发展迅速。去年，3D生物打印专家CollPlant推出了一种名为“Collink.3D 90”的生物墨水，基于重组人胶原蛋白（rhCollagen）。这种材料以其改进的机械性能而著称，专为满足硬组织和软组织的3D打印需求而定制。

与此同时，芬兰的Brinter生物打印公司与坦佩雷大学合作，开发了一种可光交联的生物墨水制造方法，实现了3D打印结构的制造。这些进展表明，3D生物打印领域正不断发展，不断涌现出具有潜力的生物墨水和创新的打印技术，为再生医学和生物医学研究带来了新的前景。