3D 바이오프린팅

3D 생물학을 위한 바이오프린팅 최적화

3D 생물학을 위한 다양한 유형의 바이오프린터는 다양한 기술을 사용하여 세포를 프린팅하고 분주합니다. 이들 중 일부에는 압출, 잉크젯, 광조형, 레이저 보조, 융합 증착 모델링이 포함됩니다. 대부분의 기술은 세포가 함유된 하이드로겔을 사용하는데, 이는 오가노이드 개발에 필요한 복잡한 환경을 적절하게 모방하지 못합니다. BioAssemblyBot® 400과 같은 압출 기반 프린터는 짧은 시간에 확장성을 높일 수 있다는 추가적인 이점을 통해 이러한 환경을 적절하게 지원합니다. 또한 압출 기반 프린터는 세포 Aggregate, 마이크로캐리어, 세포가 포함된 하이드로겔, 탈세포화된 기질 구성 요소, 마이크로캐리어 등과 같은 다양한 바이오잉크의 사용을 용이하게 합니다. 압출 기반 바이오 프린팅은 높은 세포 밀도 프린팅을 가능하게 하고, 구현하기 쉽고, 해부학적으로 다공성 구조를 가능하게 하고, 배우기 쉽고, 하드웨어가 더 저렴하며, 생체 적합 구조를 형성하여 세포 손상을 줄입니다.

떠오르는 3D 바이오프린팅 응용 분야의 잠재력

3D 바이오프린팅의 출현은 조직 공학, 신약 개발, 질병 모델링, 맞춤형 의학, 재생 치료 전반에 걸쳐 혁신적인 솔루션을 제공하면서 생체 의학 공학의 새로운 시대를 열었습니다. 이 혁신적인 기술은 기능적 생물학적 구조의 정확한 제작을 가능하게 하며, 중요한 과제를 해결하고 치료법을 향상시킬 수 있는 잠재력을 통해 연구와 의료에 혁명을 일으키고 있습니다.

• 조직 공학: 바이오프린팅은 생물학적 구조를 연구하는 데 사용할 수 있는 기능성 소형 장기 또는 ‘오가노이드’를 만들어 조직 공학 분야에 혁명을 일으킬 가능성을 가집니다. 이는 생체 내 구조와 기능을 진정으로 재현할 수 있는 모델이 부족했던 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
• 약물 시험 및 개발: 바이오프린팅된 모델은 약물 시험에 사용되어 기존 세포 배양과 비교하여 약물이 인체에서 어떻게 작용하는지 더 정확하게 표현할 수 있습니다. 이는 잠재적으로 동물 시험의 필요성을 줄이고 신약 개발의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
• 질병 모델링: 바이오프린팅은 인간의 조직과 기관을 나타내는 현실적인 모델을 생성하여 연구자가 질병에 대해 더 잘 이해할 수 있도록 하고 표적 치료법의 개발을 가능하게 합니다.
• 개인 맞춤의학: 환자 자신의 세포로 조직과 기관을 만들 수 있는 역량이 맞춤형 의학으로 가는 문을 열어줍니다. 이를 통해 개인의 고유한 유전적 구성에 맞는 치료법을 개발하고 잠재적인 약물 실패 위험을 줄일 수 있습니다.
• 재생 의학: 바이오프린팅은 손상된 조직과 기관을 복구하거나 치환하는 수단을 제공함으로써 재생 의학에 기여할 수 있습니다. 인간을 대상으로 한 적용 가능성이 언급되지는 않았지만 신체의 자연 치유 과정을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가집니다. 재생 의학에서 이 기술을 광범위하고 직접적으로 사용할 수 있도록 프로토콜이 승인될 수 있다면 전임상 연구와 임상시험 간 중요한 가교 역할을 할 수 있습니다.

바이오프린팅 Assay 실험과정

당사의 바이오프린팅 플랫폼은 증가된 샘플처리량과 정밀도로 3D 모델 시스템을 구축하기 위한 고급 자동화 인클로저인 BioAssemblyBot 400 (BAB 400)을 갖추고 있어 수동 실험과정과 관련된 일반적인 문제를 제거합니다. BAB 400 은 교환 가능한 'BAB 손'이 장착된 6축 로봇 팔을 활용하여 살아있는 조직, 오가노이드, 스페로이드를 효율적으로 생산하고 유지합니다. 강력한 AI/머신 러닝 이미지 분석 소프트웨어인 IN Carta 이미지 분석 소프트웨어가 탑재된 ImageXpress Confocal HT.ai High-Content Imaging 시스템과 원활하게 통합됩니다. 이 턴키 자동화 솔루션은 완전히 최적화된 3D 바이오프린팅 Assay 실험과정을 보장합니다.

1. 세포 현탁 준비: 세포를 회수하고 Counting하여 필요한 농도로 세포 배양 배지에 재현탁시킵니다.
2. 바이오잉크 준비: Assay 특이적 세포외 기질은 필요한 농도와 특정 온도에서 세포 현탁액과 혼합됩니다.
3. 마이크로플레이트 Well에 프린팅: 로봇 팔의 프린트헤드 ‘손’은 세포가 포함된 바이오잉크를 세포 배양 플레이트에 프린팅합니다.
4. 배양 및 첨가 배지: 프린팅된 구조는 온도와 시간 요건에 따라 스테이지 또는 배양기에서 배양됩니다. 구조물 내 세포에는 세포주와 Assay 조건에 특이적인 성장 인자 배지가 공급됩니다.
5. 배지 교환과 3D 세포 모델 형성 Monitoring: 세포는 고갈된 영양분을 보충하기 위해 주기적으로 영양분을 공급받습니다. 구조물 내 이러한 세포는 추가 Assay 단계에 적응하는 동안 배양되고 성장합니다.
6. 시약 첨가: 성장, 약물 Screening 또는 바이오마커 기반 Imaging을 위한 실험과정에 필요할 경우 성장 인자, 약물 또는 염료와 같은 다양한 시약이 첨가됩니다.
7. 평가지표 Assay, Imaging, 분석: 관련 데이터를 수집하기 위해 Assay 실험과정의 마지막 단계가 수행됩니다. 수집된 데이터는 표준 또는 맞춤형 방법을 사용하여 분석됩니다.

바이오프린팅은 바이오잉크 제형, 모델 혈관화, 세포 모델 기능을 개선하기 위해 여전히 극복해야 할 몇 가지 과제가 있지만 유망하고 빠르게 발전하는 기술입니다. 이러한 과제가 있음에도, 연구자는 그 어느 때보다 바이오프린팅이 생체 내 구조와 기능을 유사하게 모방하여 표적화된 효율적이며 효과적인 치료법을 제공할 수 있도록 이를 빠르게 개발하고 있습니다.

최신 자료

3D 바이오프린팅 자료

3D 바이오프린팅 관련 제품