高分辨率打�。�UpNano推出NanoOne Bio 3D生物打印機(jī)

導(dǎo)讀：幾十年來，二維細(xì)胞培養(yǎng)一直是臨床前藥物研發(fā)和生物醫(yī)學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)。但是，越來越多的證據(jù)表明，這些模型無法很好地表示生命系統(tǒng)中3D級別細(xì)胞的相互作用，導(dǎo)致浪費(fèi)了大量的研發(fā)資金。如今，Xpect INK和UpNano兩家公司開發(fā)了合適的材料和打印系統(tǒng)，使高精度嵌入式活細(xì)胞3D構(gòu)建成為了可能。

南極熊獲悉，2 Photon 3D打印機(jī)的制造商UpNano已于2021年4月13日推出新的NanoOne Bio 3D生物打印系統(tǒng)。新產(chǎn)品的系統(tǒng)基于公司旗艦產(chǎn)品NanoOne3D打印機(jī)，能夠打印從中等尺寸到納米級別的活細(xì)胞3D組織結(jié)構(gòu)。公司還與生物材料開發(fā)商Xpect INX（根特大學(xué)的孵化公司）合作，創(chuàng)建了一種基于水凝膠的生物墨水，用于新系統(tǒng)。據(jù)報(bào)道，X Hydrobio INX U200能夠讓研究人員從培養(yǎng)皿將活細(xì)胞直接嵌入其中的市售樹脂。

△NanoOne Bio高分辨率3D打印系統(tǒng)

3D生物打印的新維度

NanoOne Bio允許以前所未有的精度對生物細(xì)胞進(jìn)行3D打印，模仿自然組織形態(tài)和細(xì)胞支架無菌制造細(xì)胞模型，致力于開啟生物醫(yī)學(xué)研究的新紀(jì)元。機(jī)器具有：

• 高分辨率生物打印：可直接打印活細(xì)胞 。在X Hydrobio INX基質(zhì)中嵌入的細(xì)胞可用于三維體外細(xì)胞測試。基板的選擇幾乎沒有限制�？梢栽谕ㄓ弥Ъ艿膸椭�下將細(xì)胞培養(yǎng)板、培養(yǎng)皿或帶玻璃底的微流控芯片插入機(jī)器。結(jié)合臺式孵化系統(tǒng)，在打印過程中可以控制自然溫度、濕度和CO2條件。
  

△高分辨率生物打印

• 生物相容性結(jié)構(gòu)：模擬細(xì)胞微環(huán)境的結(jié)構(gòu)和表面紋理。這在臨床前研究中變得越來越重要，并將為未來的治療策略提供開創(chuàng)性的方法。
  

△生物相容性結(jié)構(gòu)

• 微流體應(yīng)用：直接在微流控芯片中制造高分辨率結(jié)構(gòu)。諸如隔板、通道或膜之類的內(nèi)部元件可以直接在市售或定制的微流控芯片中制造。打印過程在無菌條件下進(jìn)行，然后后處理。
  

△微流體應(yīng)用

UpNano Bio單元是創(chuàng)新型NanoOne打印系統(tǒng)的bio變體的核心，基于通用的ibidi階段頂部孵育系統(tǒng)，并經(jīng)過改裝并整合到NanoOne Bio系統(tǒng)中。帶有專門設(shè)計(jì)的孵化系統(tǒng)，可以通過門上的互換開口管理必要的管道和電纜。孵化系統(tǒng)的溫度控制單元可以調(diào)節(jié)濕度和CO2含量，確保在打印過程中保持自然環(huán)境，保持細(xì)胞活力。南極熊全球3D打印產(chǎn)品庫https://product.nanjixiong.com/已經(jīng)收錄了這款產(chǎn)品，歡迎咨詢。

△生物相容性水凝膠X Hydrobio INX©U200

X HYDROBIO INX©U 200是專門為UpNano開發(fā)的基于明膠的水凝膠，具有常規(guī)明膠基材料的所有生物學(xué)優(yōu)勢，結(jié)合了雙光子聚合可加工性，材料有著較高的反應(yīng)性和快速的固化速度。這種材料是可以在細(xì)胞存活的情況下進(jìn)行快速寫入生物墨水，能夠保持細(xì)胞的高度活性。它基于源自天然膠原蛋白的明膠B型，經(jīng)過加入可光加工的官能團(tuán)的修飾，在很大程度上模擬了天然細(xì)胞外基質(zhì)，提高了細(xì)胞活力。另外，由于形成的水凝膠是可生物降解的，因此隨著時(shí)間的推移，它可使細(xì)胞重塑環(huán)境并用新形成的ECM進(jìn)行替代。南極熊全球3D打印產(chǎn)品庫https://product.nanjixiong.com/已經(jīng)收錄了這款產(chǎn)品，歡迎咨詢。

△X Hydrobio INX U200與成骨細(xì)胞兼容。圖片來自UpNano。

隨著NanoOne Bio的推出，UpNano期待學(xué)術(shù)界和行業(yè)的客戶可以3D打印更加逼真的生物組織結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與環(huán)境之間的自然相互作用。使制藥公司和研究機(jī)構(gòu)能夠設(shè)計(jì)出更加符合人體條件的細(xì)胞模型，從而使藥物開發(fā)和其他生物醫(yī)學(xué)研究更安全、更可靠。

△X Hydrobio INX U200與角膜內(nèi)皮細(xì)胞一起使用。圖片來自UpNano。

雙光子3D打印技術(shù)原理

根據(jù)雙光子吸收（2PA）的空間選擇性，2PA的概率在焦點(diǎn)之外顯著降低，因此也降低了熒光體積，實(shí)現(xiàn)了更高的空間分辨率。通過熒光顯微鏡中單光子束路徑和多光子束路徑的直接比較顯示，2PA僅出現(xiàn)在光束的焦點(diǎn)處。因此，單體交聯(lián)僅在焦平面上發(fā)生。因?yàn)榫酆戏磻?yīng)取決于非線性吸收，而在1光子吸收的情況下，發(fā)射光會沿整個(gè)光束吸收。這解釋了為什么逐層生產(chǎn)采用基于單束光子的工藝（例如立體光刻）生產(chǎn)的零件，而雙光子零件卻可以3D打印小于100 nm分辨率的物體。

△雙光子3D打印技術(shù)原理

專利技術(shù)：自適應(yīng)分辨率

使用獲得專利的UpNano自適應(yīng)分辨率技術(shù)，可以顯著提高生產(chǎn)制造效率。軟件在高分辨率和低分辨率區(qū)域?qū)�選定的幾何圖形進(jìn)行分類，并相應(yīng)地調(diào)整激光體素大小。

• 高生產(chǎn)率段。為了提高生產(chǎn)效率，在保持打印部件的機(jī)械性能的同時(shí)，擴(kuò)大了激光焦點(diǎn)，以提高產(chǎn)量。
• 高分辨率段。激光器緊緊聚焦，在表面以達(dá)到最高的分辨率。
  

激光的焦點(diǎn)可以擴(kuò)大，或者精確地聚焦在外殼和精細(xì)的細(xì)節(jié)上。因此，可以顯著提高生產(chǎn)率，同時(shí)更快地打印內(nèi)部區(qū)域。

△活細(xì)胞存在下的生物相容性3D打印

關(guān)于UpNano

UpNano成立于2018年9月，是維也納工業(yè)大學(xué)的孵化公司，總部位于維也納，致力于基于雙光子聚合的高分辨率3D打印系統(tǒng)開發(fā)、制造和商業(yè)化。公司的第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品，3D打印系統(tǒng)NanoOne，可以打印結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)≥170nm的微零件。由于打印過程非�？欤�因此還可以實(shí)現(xiàn)高度高達(dá)幾厘米的中尺度零件。

△從納米到厘米的大跨度3D打印

關(guān)于Xpect INX

Xpect INX是根特大學(xué)的孵化公司，致力于3D生物打印應(yīng)用的生物材料開發(fā)�；�于多年在生物墨水開發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)，Xpect INX提供并開發(fā)了適用于不同3D打印技術(shù)的全系列即用型（生物）墨水，包括2PP、DLP和基于沉積的3D打印技術(shù)。

參考閱讀：

1. The new dimension in 3D bioprinting
2. Co-innovation of Bioink and Powerful 2Photon Bio-PrinterAllows 3D-Printing of Living Cells for Bioapplications with UnprecedentedPrecision
3. UPNANO MAKES BIOPRINTING DEBUT WITH NEW NANOONE BIO 3DPRINTER AND NOVEL BIOINK
4. 雙光子3D打印突破：奧地利UpNano納米分辨率，高速打印厘米“大”尺寸