阿斯頓大學(xué)獲得BBSRC委員會61萬英鎊資助，用于安裝 Quantum X 3D生物打印機

2023年12月18日，南極熊獲悉，阿斯頓大學(xué)將獲得一臺最先進(jìn)的 Quantum X 3D 生物打印機，這是BICO公司Nanoscribe和CELLINK聯(lián)合推出的產(chǎn)品，該打印機獲得了生物技術(shù)和生物科學(xué)研究理事會（BBSRC）61.2176英鎊的資助。獲得這筆資助的團隊由阿斯頓藥學(xué)院的 Rhein Parri 教授領(lǐng)導(dǎo)，他是對BBSRC的ALERT 2022資助聲明中期生物科學(xué)研究設(shè)備的申請人之一。

Quantum X 生物3D打印機將允許研究人員打印人體內(nèi)核心器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，例如大腦和肝臟等。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和方向（如大腦中的神經(jīng)元）會影響它們相互作用和連接的方式，因此能夠以 3D 方式打印細(xì)胞和組織將使研究人員能夠更好地研究它們，并更好地了解身體的運作方式。

Quantum X bio 利用雙光子聚合 (2PP) 極其精確地打印 3D 結(jié)構(gòu)。在 2PP 聚合過程中，激光聚焦在光敏液體上，光敏液體在激光束照射下聚合成固體。激光在液體內(nèi)沿三個維度移動以產(chǎn)生所需的固體結(jié)構(gòu)。任何殘留的液體都被沖洗掉，然后該結(jié)構(gòu)就可以使用了。 Quantum X bio 使用生物相容性聚合物來打印包含小至 200 nm 尺寸特征的結(jié)構(gòu)，開辟了許多新的研究領(lǐng)域。

與 Parri 教授一起參與資助提案的其他阿斯頓大學(xué)研究人員包括生物科學(xué)學(xué)院的 Roslyn Bill 教授、Emma Shepherd 博士、Philip Kitchen 博士和 John Simms 博士，以及阿斯頓藥學(xué)院的 Craig Russell 博士和 Nathan Suray 博士。工程與物理科學(xué)學(xué)院的 Paul Gretton 和 Edik Rafailov 教授也是該團隊的成員。

Parri 教授將領(lǐng)導(dǎo)一個團隊創(chuàng)建3D 打印結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)一種被稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞的人類腦細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的生長。在標(biāo)準(zhǔn)的二維培養(yǎng)物中，星形膠質(zhì)細(xì)胞生長成隨意的網(wǎng)絡(luò)，但通過生物打印機，研究人員將能夠創(chuàng)建更有序的網(wǎng)絡(luò)，就像在大腦中發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)一樣。該團隊將能夠研究星形膠質(zhì)細(xì)胞在睡眠和突觸可塑性等大腦功能中的功能，這種機制被認(rèn)為對記憶和學(xué)習(xí)很重要。

比爾教授將研究血腦屏障。當(dāng)它被破壞時，病原體、神經(jīng)毒素和其他物質(zhì)就會進(jìn)入大腦，引起免疫和炎癥反應(yīng)。隨著人們年齡的增長，屏障的破壞更為常見，并可能導(dǎo)致大腦退化。比爾教授和她的團隊將有效地“打印”血腦屏障模型，以便更好地研究其關(guān)鍵功能。

Shepherd 博士將打印一種稱為正弦內(nèi)皮細(xì)胞 (LSEC) 的肝細(xì)胞的軟 3D 模型，這種細(xì)胞在肝臟和血細(xì)胞之間形成屏障，其中包含允許氧氣和代謝物等物質(zhì)通過的孔，稱為開窗。衰老和某些疾病會導(dǎo)致這種重要的開窗功能喪失，從而損害肝功能。借助這些模型，謝潑德博士將能夠研究開窗的生物學(xué)。

△由Nanoscribe IPX-Q 制成的有機網(wǎng)：Quantum X bio 能夠制造具有微米特征的毫米級零件，例如這種膜?？壮叽缃咏?50 µm，特征尺寸約為 30 µm。應(yīng)用范圍從植入物到 3D 膜、血腦屏障模型、細(xì)胞遷移和擴散研究以及神經(jīng)修復(fù)支架。來源：Nanoscribe。

拉塞爾博士計劃開發(fā)一種將藥物輸送到眼睛的模型，重點是角膜。 2PP 過程將使他能夠復(fù)制角膜層，實際上是一個“芯片上的角膜”，包括組織層和淚膜，以研究藥物是如何轉(zhuǎn)運的。

Simms 博士將研究細(xì)胞表面的一種被稱為 G 蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR) 的蛋白質(zhì)，它可以檢測體內(nèi)細(xì)胞外的分子并激活細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞反應(yīng)。最近，GPCR 也被證明能夠?qū)C械刺激做出反應(yīng)，例如磁力，這種功能被稱為機械敏感性。 GPCR是藥物的重要靶標(biāo)，Simms 博士將使用 Quantum Xbio 打印嵌入 GPCR 的定制細(xì)胞壁，以研究機械敏感性，從而有可能開辟新藥物發(fā)現(xiàn)的途徑。

Parri教授期望 Quantum Xbio 的引入能夠促進(jìn)研究合作，將細(xì)胞生物學(xué)、芯片器官和微流體等領(lǐng)域的科學(xué)界聚集在一起，分享知識。它的安裝將補充和增強阿斯頓、大學(xué)工程學(xué)院先進(jìn)原型設(shè)施 3D 打印方面的專業(yè)知識。

△使用Advanced BioMatrix 的透明質(zhì)酸 (HA) 進(jìn)行打?。篞uantum X bio 通過其溫度和濕度受控的無菌環(huán)境支持水凝膠和其他定制材料的打印。用 HA 打印的 2.5D 形貌展示了從均勻結(jié)構(gòu)膜到隨機結(jié)構(gòu)膜的設(shè)計自由度和靈活性。來源：Nanoscribe。

Parri教授說：“這款新型生物打印機將改變我們阿斯頓大學(xué)和更廣泛的西米德蘭茲郡進(jìn)行 3D 打印的能力，并在基礎(chǔ)生物和組織工程研究中取得新發(fā)現(xiàn)?！?/div>

Quantum X bio是Nanoscribe在英國安裝的第一臺同類生物打印機，并將提供給伯明翰、拉夫堡、諾丁漢、萊斯特和華威等中部創(chuàng)新大學(xué)的更廣泛的研究界。阿斯頓大學(xué)正在準(zhǔn)備一個具有受控環(huán)境的房間來容納打印機和相關(guān)的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)施。該生物打印機預(yù)計將于 2024 年 4 月開始使用。

CELLINK 首席執(zhí)行官Cecilia Edebo 說道：“我們使命的核心是致力于為研究人員提供最先進(jìn)的生物打印技術(shù)，促進(jìn)新的科學(xué)突破。阿斯頓大學(xué)收購 Quantum X bio 標(biāo)志著英國研究領(lǐng)域朝著推進(jìn)組織工程和藥物發(fā)現(xiàn)研究邁出了重要一步。我們很高興與 BICO 集團的成員 Nanoscribe 一起繼續(xù)為研究界提供支持，并很高興見證使用這項突破性技術(shù)無疑會產(chǎn)生的令人難以置信的成果?！?/div>