阿斯顿大学获得BBSRC委员会61万英镑资助，用于安装 Quantum X 3D生物打印机

2023年12月18日，南极熊获悉，阿斯顿大学将获得一台最先进的 Quantum X 3D 生物打印机，这是BICO公司Nanoscribe和CELLINK联合推出的产品，该打印机获得了生物技术和生物科学研究理事会（BBSRC）61.2176英镑的资助。获得这笔资助的团队由阿斯顿药学院的 Rhein Parri 教授领导，他是对BBSRC的ALERT 2022资助声明中期生物科学研究设备的申请人之一。

Quantum X 生物3D打印机将允许研究人员打印人体内核心器官的细胞结构，例如大脑和肝脏等。细胞的结构和方向（如大脑中的神经元）会影响它们相互作用和连接的方式，因此能够以 3D 方式打印细胞和组织将使研究人员能够更好地研究它们，并更好地了解身体的运作方式。

Quantum X bio 利用双光子聚合 (2PP) 极其精确地打印 3D 结构。在 2PP 聚合过程中，激光聚焦在光敏液体上，光敏液体在激光束照射下聚合成固体。激光在液体内沿三个维度移动以产生所需的固体结构。任何残留的液体都被冲洗掉，然后该结构就可以使用了。 Quantum X bio 使用生物相容性聚合物来打印包含小至 200 nm 尺寸特征的结构，开辟了许多新的研究领域。

与 Parri 教授一起参与资助提案的其他阿斯顿大学研究人员包括生物科学学院的 Roslyn Bill 教授、Emma Shepherd 博士、Philip Kitchen 博士和 John Simms 博士，以及阿斯顿药学院的 Craig Russell 博士和 Nathan Suray 博士。工程与物理科学学院的 Paul Gretton 和 Edik Rafailov 教授也是该团队的成员。

Parri 教授将领导一个团队创建3D 打印结构，以促进一种被称为星形胶质细胞的人类脑细胞网络的生长。在标准的二维培养物中，星形胶质细胞生长成随意的网络，但通过生物打印机，研究人员将能够创建更有序的网络，就像在大脑中发现的网络一样。该团队将能够研究星形胶质细胞在睡眠和突触可塑性等大脑功能中的功能，这种机制被认为对记忆和学习很重要。

比尔教授将研究血脑屏障。当它被破坏时，病原体、神经毒素和其他物质就会进入大脑，引起免疫和炎症反应。随着人们年龄的增长，屏障的破坏更为常见，并可能导致大脑退化。比尔教授和她的团队将有效地“打印”血脑屏障模型，以便更好地研究其关键功能。

Shepherd 博士将打印一种称为正弦内皮细胞 (LSEC) 的肝细胞的软 3D 模型，这种细胞在肝脏和血细胞之间形成屏障，其中包含允许氧气和代谢物等物质通过的孔，称为开窗。衰老和某些疾病会导致这种重要的开窗功能丧失，从而损害肝功能。借助这些模型，谢泼德博士将能够研究开窗的生物学。

△由Nanoscribe IPX-Q 制成的有机网：Quantum X bio 能够制造具有微米特征的毫米级零件，例如这种膜。孔尺寸接近 50 µm，特征尺寸约为 30 µm。应用范围从植入物到 3D 膜、血脑屏障模型、细胞迁移和扩散研究以及神经修复支架。来源：Nanoscribe。

拉塞尔博士计划开发一种将药物输送到眼睛的模型，重点是角膜。 2PP 过程将使他能够复制角膜层，实际上是一个“芯片上的角膜”，包括组织层和泪膜，以研究药物是如何转运的。

Simms 博士将研究细胞表面的一种被称为 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的蛋白质，它可以检测体内细胞外的分子并激活细胞内的细胞反应。最近，GPCR 也被证明能够对机械刺激做出反应，例如磁力，这种功能被称为机械敏感性。 GPCR是药物的重要靶标，Simms 博士将使用 Quantum Xbio 打印嵌入 GPCR 的定制细胞壁，以研究机械敏感性，从而有可能开辟新药物发现的途径。

Parri教授期望 Quantum Xbio 的引入能够促进研究合作，将细胞生物学、芯片器官和微流体等领域的科学界聚集在一起，分享知识。它的安装将补充和增强阿斯顿、大学工程学院先进原型设施 3D 打印方面的专业知识。

△使用Advanced BioMatrix 的透明质酸 (HA) 进行打印：Quantum X bio 通过其温度和湿度受控的无菌环境支持水凝胶和其他定制材料的打印。用 HA 打印的 2.5D 形貌展示了从均匀结构膜到随机结构膜的设计自由度和灵活性。来源：Nanoscribe。

Parri教授说：“这款新型生物打印机将改变我们阿斯顿大学和更广泛的西米德兰兹郡进行 3D 打印的能力，并在基础生物和组织工程研究中取得新发现。”

Quantum X bio是Nanoscribe在英国安装的第一台同类生物打印机，并将提供给伯明翰、拉夫堡、诺丁汉、莱斯特和华威等中部创新大学的更广泛的研究界。阿斯顿大学正在准备一个具有受控环境的房间来容纳打印机和相关的细胞培养设施。该生物打印机预计将于 2024 年 4 月开始使用。

CELLINK 首席执行官Cecilia Edebo 说道：“我们使命的核心是致力于为研究人员提供最先进的生物打印技术，促进新的科学突破。阿斯顿大学收购 Quantum X bio 标志着英国研究领域朝着推进组织工程和药物发现研究迈出了重要一步。我们很高兴与 BICO 集团的成员 Nanoscribe 一起继续为研究界提供支持，并很高兴见证使用这项突破性技术无疑会产生的令人难以置信的成果。”