2022 年预测：生物打印领导者权衡

随着 2021 年接近尾声，生物打印领域有很多理由对未来持乐观态度。在过去十年中，生物打印领域发展迅速，朝着 3D 打印功能性组织和器官的目标迈进了一大步。尽管研究人员仍在探索按需器官制造的表面，但该领域的进步正在创造未来技术所需的构建模块。但是，尽管它具有巨大的前景，但必须注意的是，生物打印并不仅限于器官打印的范围。

也许我们已经看到生物打印经常变成虚构，以至于很难将例如Westworld 的仿生人类机器人或Grey's Anatomy 中的按需、可移植 3D 打印血管与实验室中发生的事情区分开来。今天，有无数的生物打印新应用可以比 3D 打印器官（据信将在 20 或 30 年内开始临床试验）更快地进入临床实践。随着行业持续发展，我们请行业专家分享他们认为 2021 年的最大趋势以及 2022 年的趋势。

Poietis的董事兼联合创始人布鲁诺·布里森 (Bruno Brisson) 表示，他相信 2021 年将出现新技术——包括声学、体积、超声和磁性——可应用于细胞沉积、组织研发工程和生物学新应用，肿瘤学或转化研究。

“这可能也凸显了现有基于喷嘴的传统技术的一些局限性，”布里森思考道，他的生物技术公司总部位于法国佩萨克，制造了一种很有前途的 4D 激光辅助系统，用于设计用于再生医学、临床前研究、和化妆品用途。

这位经验丰富的生物技术企业家表示，在 2021 年，他看到只有少数公司拥有明确的路线图和战略来解决临床应用并将生物打印转化为真正的治疗方法。具体而言，他认为生物打印市场的演变分为研发、入门级系统和“高端”生物打印机（如 Poietis 开发的那些）或具有人类潜在应用的平台。

在评论即将到来的趋势时，Brisson 补充说：“在研发层面，人们可以期待更有趣的结果，例如神经支配、血管化和更精确地再现生物功能等体外生物打印模型的复杂化。此外，干细胞生物打印肯定会独立于开发和生产某些复杂组织所需的分化细胞来源，开辟新的发展途径。同时，更高的期望肯定会出现在治疗领域，随着临床试验的转化，然后是个性化的治疗。更重要的是，预计在 2022 年进行的首次人体研究将展示生物打印现在如何被视为一种真正的生物制造战略，而不仅仅是作为实验室研发工具。”

同样，法国生物打印初创公司CTIBiotech 的创始人兼首席科学官 (CSO) Colin McGuckin将可重复性视为该行业 2021 年的关键目标，以帮助将生物打印带入“增材制造区”并“对公司真正有用”。McGuckin 解释说，人们清楚地认识到，这项技术需要超越简单的大学研究，以实现接触患者或制造更好药物的长期目标。

此外，他认为并购将使 2022 年变得非常令人兴奋，并加速已经越来越多的公司融合，这些公司注定要“使生物打印成为常态而不是新奇事物的一部分”。他补充说，这也是为未来精简行业的必要步骤。

明年的另一个一线希望来自3D Systems的新任再生医学首席科学家Jordan Miller。这位也是莱斯大学生物工程助理教授的专家开发了一种名为 SLATE的新生物打印技术，是“组织工程立体光刻设备”的缩写，并创建了一家名为Volumetric的生物打印初创公司，现在是 3D Systems 集团的一部分。

米勒指出：“我们看到生物打印对再生医学领域的影响正在加速。随着我们进入 2022 年，我相信材料和印刷技术的创新将在来年的成就中发挥关键作用。虽然有许多参与者试图进入该领域，但生物材料挤出和光刻等生物制造技术的商业成功正在推动先进的研究和开发。这些解决方案的部署正在帮助研究人员保持数据完整性并提高可重复性。”

因此，生物工程师认为生物学研究的范围和深度越来越好，这反过来又促进了新的基础研究，以揭示对生理学（即健康组织）和病理生理学（即受伤或患病的组织）的新机制理解组织）。

“随着技术变得更容易使用，这些解决方案的进步和可用性正在使发表的论文数量迅速增加——帮助整个再生医学界更接近我们植入人体组织和器官的目标。”

在这一点上，重要的是要强调意大利研究人员最近在生物设计和制造杂志上发表了一篇论文，分析了生物打印的现状，他们在过去 20 年共检索了 9,314 篇科学出版物和 309 项国际专利结果。然而，该报告最令人兴奋的亮点之一是，自 2016 年以来，与生物打印相关的出版物总数的三分之二是发表的。

使用生物打印技术，科学家们正在开发技术以在再生医学中进行体内工作（尽管这仍处于研究的早期阶段）。此外，几家公司正在积极致力于改进生物打印硬件、生物材料以及对下一代平台的整体访问，以实现大部分工作的自动化。这些公司之一是BICO。原名Cellink的BICO集团目前是全球最大的纯生物印刷企业之一，拥有一个投资组合的其旗下14家子公司; 最后一个（Biosero）是在几天前收购的。

我们询问了 Celllink 的 CSO Itdale Namro Redwan，她对新一年的过渡有何看法。这位瑞典化学家和经验丰富的生物墨水研究人员表示，2021 年该行业取得了显着进步，呈现出三个突出的趋势。首先，Namro 见证了具有多种细胞类型和材料的更先进的组织模型（用于理解与疾病或药物测试相关的机制的分析）——特别是皮肤模型。其次是组织结构被用于新药和医疗器械的临床前试验，最后，生物打印被高度用于食品行业的肉类替代产品。

Namro 权衡她希望从 1 月开始看到的情况，指出“更好的组织模型可以模拟具有更多流体、同一构造中的多种组织类型的人体组织，再次，特别是对于已经在移植能力方面取得巨大进步的皮肤进入人类。随着支持药物和医疗器械临床试验的更多组织结构，以及对 GMP 生物墨水和生物材料的更多要求。”

大流行教会了我们什么有关生物打印的知识？

生物打印的有希望的兴起引起了很多关注，特别是在持续的 Covid-19 大流行期间。2020 年，《纽约时报》 将打印人体组织描述为“对抗大流行的可能武器”。但是，如果有的话，卫生紧急情况只会提高人们对生物打印作为制造组织和器官模型的直接现场解决方案的兴趣，重现体内环境以了解更多关于感染和可以对抗它的药物，以及降低动物模型的可靠性。此外，创建可用作体外组织或病毒疾病模型的构建体可以允许 以更有效地应对当前和未来的流行病，增强生物打印的潜力。

“现在比以往任何时候都对创造复杂的组织更感兴趣，”McGuckin 说。“如果 Covid-19 教会了我们什么，那就是简单的 2D 细胞培养对医学的未来没有什么帮助，我们需要更好地利用我们对人体作为 3D 实体的知识。人们一直在谈论细胞疗法，但现在它已经触手可及。”

Namro 同意这一流行病无疑向世界展示了对医疗保健技术进行重要创新的重要性：“虽然诊断和疫苗等垂直领域在短短一年内取得了十多年的进步，但大量投资和资源投入到医疗保健领域自大流行开始以来，研究行业将有助于推动垂直领域的创新，包括组织工程、多组学、细胞系开发等。”

对于 Brisson 来说，这次大流行也很重要，因为病毒学和用于研究病毒感染和 Covid-19 组织模型的研发模型的开发得到了大力关注和资金支持，这证明迫切需要再生医学发挥作用。但是，他认为大流行的附带影响推迟了过去五年开始加速的许多发展。

“医疗保健技术吸引了全世界公众、资助机构和政府的广泛兴趣。但它也提出了一些关于主权问题和可能依赖外包生产（也包括毒品）的警告。例如，正在开发的新型创新产品和生物药物具有不可否认的兴趣，即尽可能靠近患者生产，无论是用于自体和/或个性化的高级治疗药物。”

值得注意的是，随着生物打印技术不断提升再生医学革命的潜力，我们将见证越来越多的方法、应用和定向研究，以创造更复杂的组织类型。尽管在生物打印成为临床可能之前需要解决一些挑战，但它仍然是最具创新性的生物医学工程技术之一。我们迫不及待地想看看 2022 年会给该领域带来什么。

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