近年來，生物打印獲得了極大的關(guān)注。繼續(xù)閱讀，以了解這10種令人難以置信的3D生物打印機(jī)的功能！

商業(yè)3D生物打印機(jī)

定義生物打印機(jī)

Rokit的Invivo 4D博士制作的3D打印皮膚（來源：BioSpectrum）

將3D生物打印視為與科幻小說相關(guān)的未來技術(shù)是可以理解的。但是，當(dāng)今有多家生物技術(shù)公司已經(jīng)在生產(chǎn)商業(yè)3D生物打印機(jī)。此外，新的生物工程技術(shù)正在迅速出現(xiàn)。

生物技術(shù)革命

什么是3D生物打?。?ndash;簡(jiǎn)單解釋

據(jù)弗雷德里科D.佩雷拉，從生物技術(shù)研究在莫斯科的實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)3D生物打印機(jī)是“基于數(shù)字模型的三維功能的組織和器官的機(jī)器人添加劑生物制造的自動(dòng)化設(shè)備。”

換句話說，為了被視為生物打印機(jī)，一臺(tái)機(jī)器必須是自動(dòng)化的并且能夠產(chǎn)生組織和器官的3D結(jié)構(gòu)。而且，它必須嚴(yán)格堅(jiān)持使用活細(xì)胞或組織作為構(gòu)建材料。后但并非不重要的一點(diǎn)是，制造必須基于數(shù)字模型。

在本文中，我們將重點(diǎn)關(guān)注既符合上述定義又可以以某種商業(yè)方式使用的3D生物打印機(jī)。話雖如此，以下各節(jié)將不僅討論硬件，還討論其背后的開發(fā)人員的旅程。

商業(yè)3D生物打印機(jī)

EnvisionTec 3D-生物繪圖儀

同類中的di一個(gè)（來源：EnvisionTEC via Twitter）

我們列表中的di一項(xiàng)是第yi個(gè)商業(yè)上可用的3D生物打印機(jī)。它是由德國(guó)弗萊堡大學(xué)的拉爾夫·穆拉普特（Ralf Mulhapt）教授的小組開發(fā)的，是僅有的少數(shù)成功上市的學(xué)術(shù)項(xiàng)目之一。

該生物打印機(jī)由EnvisionTec商業(yè)化，后者將其命名為3D-Bioplotter。這家德國(guó)公司于2000年推出了它，使Bioplotter成為同類產(chǎn)品中經(jīng)驗(yàn)zui豐富的生物打印機(jī)之一。在撰寫本文時(shí)，借助這些打印機(jī)已撰寫了350余篇科學(xué)論文。

根據(jù) 應(yīng)用程序的類型，可提供3種不同版本的3D-Bioplotter 。盡管入門系列可能適合（和便宜）于新的研究團(tuán)隊(duì)，但開發(fā)人員和制造商系列是更復(fù)雜的系統(tǒng)，適合于商業(yè)研究或工程。

Bioplotter是基于擠壓的生物打印機(jī)，能夠容納多達(dá)五個(gè)打印頭，大軸分辨率達(dá)0.001 mm。這種生物印刷機(jī)還能夠用多種材料制造支架結(jié)構(gòu)，包括熱塑性塑料甚至是醫(yī)用級(jí)有機(jī)硅。

所有3D-Bioplotter版本均可購買。成本因型號(hào)和可選功能而異，有些設(shè)置的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過200,000美元。

• 開發(fā)和銷售： EnvisionTec
• 型號(hào)： 3D-Bioplotter
• 類型：基于擠壓
• 國(guó)家：德國(guó)

商業(yè)3D生物打印機(jī)

RegenHu 3D探索演變

3DDiscovery演變（來源：RegenHU）

該  3DDiscovery演進(jìn)可以被視為在的合著者200科學(xué)出版物*。這款3D生物打印機(jī)由瑞士公司RegenHu開發(fā)，該公司專門設(shè)計(jì)和開發(fā)生物打印解決方案。

RegenHu代表“再生人類”，成立于2007年。自成立以來，它一直奉行一種*的戰(zhàn)略：投資于范圍內(nèi)的合作與伙伴關(guān)系。該公司現(xiàn)在擁??有生物制造方面的多項(xiàng)專有zhun利，這些專li是通過學(xué)術(shù)和合作伙伴多年開發(fā)的。

該公司目前有兩種不同的生物打印機(jī)型號(hào)：3DDiscovery Evolution  和BioFactory。3DDiscovery可以將其視為具有成本效益的入門級(jí)機(jī)器，但實(shí)際上，它是一個(gè)非常資源豐富且復(fù)雜的系統(tǒng)。

3DDiscovery和BioFactory都能夠在其打印頭中處理多種材料，適用于軟組織或硬組織工程甚至藥物開發(fā)。3DDiscovery多可具有6個(gè)打印頭，并具有可升級(jí)的配件，例如獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)，甚至用于過程監(jiān)控的內(nèi)部攝像機(jī)。

RegenHu的所有3D生物打印機(jī)型號(hào)均可購買。

• 開發(fā)與銷售： RegenHu
• 型號(hào)： 3DDiscovery
• 類型：基于擠壓
• 國(guó)家：  瑞士

Poietis NGB-R和NGB-C

NGB-R使用基于激光的技術(shù)（來源：Chronicle）

NGB代表“下一代生物打印”，是一個(gè)準(zhǔn)確的名稱。Poietis開發(fā)的NGB-R和NGB-C 3D生物打印機(jī)使用相對(duì)較新的打印技術(shù)。具體來說，這是一種基于激光的技術(shù)，能夠輸出*的分辨率和控制力。

這些機(jī)器無需使用擠出的打印頭，而是利用每納秒發(fā)射一次的微小激光脈沖將微小的生物墨水滴沉積在構(gòu)建臺(tái)上。在下面的視頻中查看它們的工作方式。該技術(shù)在2006年被概念化，距法國(guó)初創(chuàng)公司Poietis成立八年。

Poietis專門從事體外人體組織的開發(fā)和制造，并且其3D生物打印在近年來非常成功。2015年，該公司與化工*巴斯夫（BASF）合作開發(fā)了用于化妝品測(cè)試目的的3D打印皮膚。如今，它負(fù)責(zé)di一個(gè)商業(yè)生物打印的人體組織Poieskin的生產(chǎn)。

NGB-R模型是專門為研究應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，而NGB-C是一種臨床級(jí)，符合GMP的生物打印機(jī)，其重點(diǎn)是臨床和制造應(yīng)用。兩種系統(tǒng)都可以購買。

• 開發(fā)和銷售： Poietis
• 型號(hào)： NGB-R，NGB-C
• 類型：  激光輔助
• 國(guó)家：  法國(guó)

商業(yè)3D生物打印機(jī)

Cellink Bio X6

Cellink提供的許多模型之一（來源：Cellink）

Bio X6是大的生物打印機(jī)制造商之一提供的的機(jī)器。Cellink是一家總部位于波士頓的公司，成立于2016年。從那時(shí)起，它一直在設(shè)計(jì)和開發(fā)適用于各種應(yīng)用的生物打印技術(shù)。

該公司擁有大量的生物制造硬件產(chǎn)品組合：總共五臺(tái)機(jī)器。Cellink還開發(fā)了di一款通用生物墨水，也涉足生物材料。目前，他們提供了50多種現(xiàn)成的生物墨水。

該公司的大多數(shù)3D生物打印機(jī)都是基于擠壓的，據(jù)說它們已被700多個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用。Bio X6具有六個(gè)打印頭，這些打印頭具有所謂的“清潔室技術(shù)” –一種高功率的氣壓系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)通過注射器的擠壓。

Bio X6具有各種創(chuàng)新功能，例如用于過程控制的高清攝像頭，用于高粘度材料的氣動(dòng)打印頭，甚至是令人難以置信的電磁墨滴打印頭，可實(shí)現(xiàn)按需快速滴加的功能，類似于墨水噴射技術(shù)。

Cellink的所有生物打印機(jī)和生物墨水都在出售。

• 開發(fā)與銷售： Cellink
• 型號(hào)： Bio X6
• 類型：  基于擠壓
• 國(guó)家：瑞典

阿萊維系列

Allevi嘗試適應(yīng)各種應(yīng)用程序（來源：Allevi）

Allevi是一家成立于2014年的初創(chuàng)公司BioBots，是一家美國(guó)公司，成立于2014年。起初，他們的主要目標(biāo)是使生物制造更加容易，因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有3D生物打印機(jī)要么非常昂貴，要么很難使用，或者兩者兼而有之。

在短短的一年內(nèi)，該公司繼續(xù)開發(fā)BioBots 1，這是一種低成本的臺(tái)式3D生物打印機(jī)。憑借這臺(tái)機(jī)器，Allevi  在2015年被SXSW評(píng)為“創(chuàng)新力的公司” 。《財(cái)富》雜志甚至將其稱為“ 生物學(xué)創(chuàng)客 ”。

該公司現(xiàn)在擁??有3種3D生物打印機(jī)型號(hào)：Allevi 1，Allevi 2和Allevi3。盡管不是很有創(chuàng)意，但它們的名稱表示每臺(tái)機(jī)器上的擠出機(jī)數(shù)量。但是，這些型號(hào)之間的差異比打印頭還要大，Allevi 3的精度（1μm）比其同級(jí)產(chǎn)品（Allevi 1為7.5μm，Allevi 2為5μm）要得多。

這些生物打印機(jī)使用具有多個(gè)光波的LED光固化技術(shù)來固化材料，而不會(huì)損害活細(xì)胞。這使Allevis可以與不同的生物材料一起使用，例如膠原蛋白，藻酸鹽，甲基丙烯酸酯，聚乙二醇，當(dāng)然還有各種水凝膠。所有的Allevis均可從市場(chǎng)上購買。

• 開發(fā)和銷售： Allevi
• 型號(hào)： Allevi 1，2，3
• 類型：  基于擠壓
• 國(guó)家：  美國(guó)

Rokit Invivo 4D博士

Invivo 4D博士的實(shí)際應(yīng)用（資料來源：Rokit Healthcare）

2015年，韓國(guó)3D打印機(jī)制造商Rokit宣布將開始進(jìn)行原位生物打印以再生皮膚。為了幫助他們，韓國(guó)政府提供了300萬美元的資金。

在短短的一年內(nèi)，該公司發(fā)布了di一臺(tái)生物打印機(jī)：Invivo，專門為組織工程研究而設(shè)計(jì)。在2019年，Rokit展示了一種新的生物打印方法來治療疤痕病變。Invivo能夠?qū)⒒颊咦陨淼募?xì)胞和組織打印到真皮貼片移植物中，該移植片可以放置在病變部位之上并允許皮膚自然再生。

Rokit繼續(xù)成為“ Rokit Healthcare ”，它不再僅僅專注于組織工程，而*專注于再生醫(yī)學(xué)。Invivo被升級(jí)為Dr. Ivivo 4D ，這是一個(gè)具有封閉和無菌室的新系統(tǒng)，這要?dú)w功于醫(yī)療級(jí)空氣過濾器和紫外線殺菌系統(tǒng)。

Invivo 4D具有雙重?cái)D出功能-用于生物墨水和水凝膠的注射器-以及專為與高性能材料配合使用的長(zhǎng)絲擠出機(jī)。噴嘴溫度范圍從零以下到350℃。

• 開發(fā)和銷售： Rokit Healthcare
• 型號(hào)： Invivo博士
• 類型：  基于擠壓
• 國(guó)家：韓國(guó)

商業(yè)3D生物打印機(jī)

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全新的Rastrum打印機(jī)（來源：Westpac Wire）

Rastrum 3D生物打印機(jī)以其*的顏色真正引起了人們的注意。該機(jī)器是由Inventia Life Science Operations開發(fā)的，Inventia Life Science Operations是一家澳大利亞公司，于2013年成立，致力于開發(fā)和制造生物制造設(shè)備。該公司專注于的醫(yī)學(xué)研究，特別是癌癥治療。

Rastrum是一種噴墨生物打印機(jī)，能夠以*的速度生成3D單元模型。機(jī)器的高通量可在一天內(nèi)完成數(shù)百個(gè)實(shí)驗(yàn)。

這款生物打印機(jī)外形時(shí)尚緊湊，非常適合實(shí)驗(yàn)室桌面使用。實(shí)際上，Rastrum 在2019年獲得了澳大利亞“年度*設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”。

Inventia聲稱Rastrum可以同時(shí)打印多達(dá)10種不同的細(xì)胞和基質(zhì)成分，并且可以應(yīng)用于器官和組織工程。這種3D生物打印機(jī)并不*適合出售，因?yàn)檠芯啃〗M和公司都是基于與Inventia的合作關(guān)系開展工作的。

• 開發(fā)和銷售： Inventia生命科學(xué)業(yè)務(wù)
• 型號(hào)：  Rastrum
• 類型：噴墨
• 國(guó)家：澳大利亞

Organovo NovoGen MMX

NovoGen MMX生物打印機(jī)（來源：Bioprintable）

Organovo的3D生物打印機(jī)可能是世界上著名的生物制造公司之一。這家美國(guó)公司于2009年宣布了NovoGen MMX，它是與Invetech合作開發(fā)的。這是一款基于擠壓的打印機(jī)，其中包括兩個(gè)打印頭，用于同時(shí)構(gòu)建活細(xì)胞和支撐結(jié)構(gòu)。

Organovo于2012年上市，但它仍然是為數(shù)不多的幾家公司之一。他們專注于生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的組織，以加速臨床前藥物測(cè)試和醫(yī)學(xué)研究。

3D生物打印機(jī)被《時(shí)代》雜志評(píng)為“ 2010年度*發(fā)明 ”之一。Organovo沒有銷售NovoGen。取而代之的是，它只賣給大型藥品制造商或?qū)ｉT為他們生產(chǎn)組織。

• 開發(fā)和銷售： Organovo
• 型號(hào)：  NovoGen MMX
• 類型：基于擠壓
• 國(guó)家：美國(guó)

商業(yè)3D生物打印機(jī)

Aspect Biosystems RX1

RX1（來源：Aniwaa）

加拿大Aspect Biosystems是一家醫(yī)學(xué)研究公司，提供了一個(gè)*的3D生物打印平臺(tái)，稱為“ Lab-on-a-Printer”。該技術(shù)已申請(qǐng)zhuan利，可以說是微流體技術(shù)和3D打印之間的混合體。

這種方法不是使用帶有生物墨水的常規(guī)注射器，而是使用微流體芯片，這些芯片可以在打印過程中即時(shí)混合材料。通過避免費(fèi)時(shí)的材料更換，這不僅簡(jiǎn)化了整個(gè)過程，而且有利于混合材料的化學(xué)交聯(lián)。

該RX1生物打印機(jī)利用這種技術(shù)，因?yàn)樗辉O(shè)計(jì)為兼容 與廣泛的生物材料。該 微流體允許無縫生物材料構(gòu)圖qian所未有的靈活性，并反過來，非常復(fù)雜的生理組織的制造。

Aspect Biosystems基于合作伙伴計(jì)劃運(yùn)作 ，并且不出售其生物打印機(jī)。

• 開發(fā)和銷售： Aspect Biosystems
• 型號(hào)：  RX1
• 類型：基于擠壓
• 國(guó)家：  加拿大

生物打印解決方案Fabion 2

Fabion 2已加載并準(zhǔn)備好進(jìn)行打?。▉碓矗?D Bioprinting Solutions）

3D Bioprinting Solutions是由俄羅斯的一家私人醫(yī)療公司于2013年成立的研究實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)用于生物制造的設(shè)備和材料。在創(chuàng)建的一年內(nèi)，該公司推出了di一臺(tái)俄羅斯3D生物打印機(jī)：Fabion。

該公司始終明確表示其主要目標(biāo)是制造功能器官。實(shí)際上，Bioprinting Solutions在2015年成功地打印了小鼠甲狀腺。不滿意的是，該公司于2018年繼續(xù)在空間站打印同一器官。是的，在太空進(jìn)行生物打印。

Fabion 2于2016年發(fā)布，是俄羅斯生物打印機(jī)的第二代產(chǎn)品。它帶來了新的功能，可以使用單個(gè)組織球體打印復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它還可以處理各種生物材料，并使用不同類型的聚合反應(yīng)。

Bioprinting Solutions不會(huì)銷售其產(chǎn)品，但它可以在生物制造研究方面進(jìn)行合作。

• 開發(fā)和銷售： 3D Bioprinting Solutions
• 型號(hào)：  Fabion
• 類型：基于擠壓
• 國(guó)家： 俄羅斯