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促進生物組織研發與器官整合 以色列理工學院設生物材料3D列印中心

可列印更大、更複雜、更個人化生物組織的3D列印機,有助於加快全球生物組織工程研究人員的發展腳步。為促進複雜生物組織發展並強化跟人體器官整合,以色列理工學院(Technion – Israel Institute of Technology)為研究人員設立專屬的生物材料(biomaterial) 3D列印中心。

根據The Times of Israel報導,結合細胞、工程、材料、生物化學、生理化學的生物組織工程,近數十年來有極快速的進展,以色列理工學院的3D列印中心:3-D Bio-Printing Center for Cell and Biomaterials,隸屬Faculty of Biomedical Engineering,將提供該校全體研究人員使用,有助於生物組織工程研究跨入全新領域,產生可強化或取代真實生物組織的人造組織。

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3D生物列印機能促進生物組織工程發展出可強化或取代真實生物組織的人造組織。EnvisionTEC

位於以色列海法的以色列理工學院一直在發展如內含人造血管系統、可快速連結病患本身血管的生物組織、人造耳朵、能誘發脊髓損傷修復的支架等複雜而精密的人造生物組織,以大幅提升與病患器官的整合度。通常支架是由聚合物生物材料來提供細胞附著所需的結構支撐,3D列印中心可協助研究人員列印細胞、生物組織、器官等。

研究人員可運用3D列印中心的3D生物列印機(bioprinter):EnvisionTEC 3D-Bioplotter自行列印細胞與立體支架,以構成複雜的生物組織結構。3D-Bioplotter可讀取如病患耳朵的電腦斷層掃描(CT scan),並提供額外的工具讓使用者依需求設計與安排細胞與支架的生成方向,因此能列印出形狀構造正確,且與受傷部位完全吻合的3D生物組織。

3D-Bioplotter採用德國佛萊堡大學(University of Freiburg)開發的生物列印技術,使用消毒的加熱與冷卻卡匣、標準針尖尺寸的標準Luer-Lok注射筒、易用的365 nm紫外線(UV)固化頭(curing head)等模組化零部件,可極大化研發彈性,而軟體部分也提供最大的自由度,支援混用不同溫度的不同材料進行列印。

3D-Bioplotter提供Starter、Developer、Manufacturer 3款機型,都可用於無菌、生物安全的環境,且符合臨床實驗標準。3D-Bioplotter運用空氣或機械壓力處理開源(open-source)生物材料,可列印生物組織與器官、超柔韌(hyperelastic)骨頭、卵巢植入物、胎盤模型,並適合骨頭再生等各種再生醫學(regenerative medicine)的應用研究。

2000年推出的3D-Bioplotter為生物製造(biofabrication)的領導產品,應用研究論文逾150篇,配備準確度達0.001 mm的可變速精密馬達,內建攝影機以改善列印針的精確性,透過精準的溫度(攝氏0~70度與30~250度)與UV輻射,控制如水凝膠(hydrogel)、軟膏(ointment)、熱塑性塑膠等各種列印原料,並可直接列印在培養皿中,最大列印尺寸達192.4平方英吋。

3D-Bioplotter的Manufacturer款配備5個列印頭,可支援同時以不同的材料列印生物組織,此外還有加熱平台與無菌過濾器,EnvisionTEC建議用於列印細胞與器官等各種生物組織,並能與控制釋放系統(controlled-release system)整合。

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