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            新聞中心

            新聞  丨 2022.08.27

            世界上第一款與多種生物材料和活細胞兼容的數字光處理(DLP)3D生物打印機

            為3D細胞培養和組織工程

            帶來了無與倫比的速度

            BIONOVA X是世界上第一款與多種生物材料和活細胞兼容的數字光處理(DLP)3D生物打印機。

            使用該臺式生物打印機,生物加工直接在標準微孔板中進行,采用6孔、12孔或24孔格式。標準化微孔板還具有玻璃底部,可與下游工藝無縫集成,如高通量活細胞成像和自動液體分配。

            BIONOVA X是生物學、生物化學、材料科學和軟件工程等領域綜合進步的產物。它代表了衡量所有未來生物融合突破的基準。

            鑒于其獲得專利的微型連續光學打印具有無與倫比的分辨率,并且與更廣泛的生物材料和細胞兼容,BIONOVA X提高了3D細胞培養、組織工程、疾病建模和藥物開發等應用的效率。

            這種新型DLP生物打印機甚至可能產生以前無法想象的應用。

            BIONOVA X是如何運作的?

            圖 A)BIONOVA X bioprinter的示意圖,可直接在標準化多孔板上進行孔內印刷。

            圖B)用BIONOVA X快速連續光學生物打印分支管結構的延時圖。

            可單獨調節的數字微鏡通過浸沒式探頭將光掩模光學投影到每個孔中的光敏預聚溶液上。同時,一個三軸電動平臺控制著板塊的運動。光源激活、光掩模圖案序列和機動平臺移動的同步使BIONOVA X能夠快速、連續地進行生物打印。與基于擠出的生物打印機相比,這種新型DLP生物打印機大大縮短了生物制造時間。

            數據有證據支持

            查看一項內部研究的結果,該研究詳細介紹了BIONOVA X如何精確地生物打印3D微柱陣列,該陣列植入干細胞并成功成熟為心臟組織。微柱的直接井內印刷還實現了使用常規顯微鏡實時顯示和非接觸測量心臟力。此外,由于生物打印機的玻璃底部微孔板,研究人員在不移除其孔中的生物打印模型的情況下,無縫集成了表征工作流程。平板的標準尺寸意味著它們可以很容易地轉移到其他自動化儀器,如自動液體處理器和活細胞成像系統。

            除了無與倫比的速度、高精度和細胞活力外,BIONOVA X還引入了新的可能性,例如在同一結構中可調的機械性能。這種微調是通過高保真度和微米級精度調整交聯密度來實現的。查看我們使用BIONOVA X進行的第二次內部研究的研究數據,這驗證了其生物打印的可重復準確性。

            現在可以使用更快的DLP生物打印

            獲得專利的連續光學打印技術提供了DLP生物打印中前所未有的速度。

            例如,在一項內部研究中,BIONOVA X在24孔板中產生了8對微柱,大小從60 X 135微米到135 X 135微米。

            連續光學生物打印不到20分鐘就產生了192對相同的微柱,使傳統生物制造方法的生產能力相形見絀。

            可靠的再現性

            當你的藥物分析需要數百個功能相同的組織模型時,形成球體的自組裝供培養細胞將無法達到標準。明顯的缺點是自組裝結構在球體之間變化太大。另一方面,自動化BIONOVA X使用電機驅動的平臺沿3個軸移動。它提供了無與倫比的靈活性,可在X軸和Y軸上實現10微米精度,在Z軸上實現4μm精度。這種精確性產生了一致可重復的生物制造組織支架,并可能加速藥理學發現、疾病建模和個性化療效藥物測試。

            可調機械性能

            BIONOVA X的空心探針具有控制交聯密度的獨特能力,能夠在同一支架內微調機械性能。換言之,它的灰度打印功能允許對不同區域的曝光進行空間控制。為什么研究人員要關心梯度的精度?考慮到在一項記錄仿生肝臟模型生物打印的內部研究中,我們的應用科學家發現暴露時間和給定區域的硬度之間存在正線性關系。

            有了這種新型DLP生物打印機,研究人員可以挑選或混合匹配打印參數,以便最終聚合的生物結構反映出天然組織中硬度的變化。它們還可以跨多個構建體一致地再現這些梯度,以在體內條件下高通量運行分析。

            DLP生物打印具有更廣泛的生物材料和細胞

            雖然一些DLP 3D打印技術需要使用不利于細胞的專有墨水,但BIONOVA X正在改變這種模式。由于其通用的生物打印平臺,研究人員可以使用自己的光固化水凝膠生物墨水。它們還可以結合非光交聯生物材料,如細胞、膠原、脫細胞ECM和生長因子。

            我們可以將這些非光交聯材料與載體組分混合,比如我們最近擴展的光固化水凝膠庫中的那些組分。這一擴大的產品組合包括含有PEGDA、藻酸鹽、透明質酸和明膠等基礎材料的新配方。

            在生物打印過程中,當可光交聯材料通過BIONOVA X的405nm發光二極管(LED)進行光聚合時,非可光交聯的材料被捕獲在聚合物網絡中。對于那些希望開發自己的光固化生物墨水的人,BICO另一家旗下的公司Advanced BioMatrix提供了一系列可重構的基礎材料。

            友好細胞環境

            除了在DLP生物打印運行中混合活細胞和光聚合水凝膠外,BIONOVA X還擁有其他功能,最大限度地提高了細胞活力。首先,BIONOVA X使用405nm發光二極管(LED)形式的友好細胞曝光。第二,可調節的溫度確保了許多電池類型的最佳條件。最后,高速連續光學打印顯著減少了細胞在培養箱外的時間。這樣說來,根據構建體的復雜性,研究人員可以在20分鐘內對24孔板進行生物打印,正如我們在這項內部研究中所證明的那樣。

            保證了無可比擬的滅菌效果

            無需擔心,BIONOVA X緊湊的尺寸和專用耗材簡化了無菌環境的維護。生物打印機很容易安裝在大多數實驗室生物安全柜內。精確尺寸為20.3 x 15 x 17.4英寸,臺式儀器重量僅為90磅,小于41公斤。此外,專用探針采用無菌包裝,可連續打印24小時。其他消耗品,如標準尺寸的玻璃底部微孔板,有6、12和24孔格式。

            BIONOVA X提供一條龍的自動化工作流程

            早期的DLP生物打印機只能在單個容器中生產生物結構。手動轉移構建體可能會導致人為錯誤、細胞損傷或阻礙高通量篩選的擴大。BIONOVA X 避免了這些。因為它直接在標準化微孔板上打印,所以無需手動轉移生物打印樣本以進行表征工作流程。培養箱中的長期細胞培養以及活細胞成像可以在同一個培養皿中進行。平板也很容易轉移到其他自動化儀器,如DISPENDIX的I.DOT液體處理器和CYTENA的Cellyte X成像系統。最后,印版有膠粘版和非膠粘版兩種。生物打印構建體要么交聯到粘合板的底部,要么可以很容易地從非粘合板上移除。玻璃底部微孔板,有6、12和24孔格式。

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