维度网讯，纽卡斯尔大学（Newcastle University）生物工程讲师、JetBio联合创始人Priscila Melo博士正带领团队利用其开发的反应性射流撞击（Reactive Jet Impingement, ReJI）生物打印技术，构建3D组织模型，旨在改变新药进入临床应用前的评估方式。

当前临床前药物筛选主要依赖二维细胞培养，即在平坦基底上生长的单层细胞。约75%进入第一临床阶段的新药最终失败，最常见原因是疗效不足或安全性问题在早期测试中未被发现。人类细胞存在于三维细胞外基质中，该基质不仅调控机械环境，还影响营养扩散、细胞间信号传导和组织特异性功能，二维模型无法再现这种复杂性。监管趋势也在推动这一转变。2023年，美国食品药品监督管理局（FDA）指出，经过验证的体外模型可作为人体药物试验的基础，无需进行动物测试。欧洲随后也朝此方向对齐，英国正致力于在2030年前针对特定测试类别实施类似标准。

Melo博士表示，3D打印提供了更准确、可行的替代方案，应尽可能消除或减少动物测试。在纽卡斯尔大学，其团队开发的ReJI技术通过微阀同时从两个墨盒沉积液滴，一个含水凝胶前体，另一个携带含交联剂的细胞悬液。液滴在空中相互作用，在毫秒内产生结构化细胞构建体，该平台已证明与合成纤维、金属和生物组织等基底兼容。

在心脏毒性筛选中，团队使用含I型胶原、海藻酸盐和纤维蛋白的生物墨水，以每毫升凝胶500万个细胞（该细胞类型有报道的最高密度）打印了包含HL-1心肌细胞的心脏组织模型。所得构建体维持自发收缩活动长达21天，而在标准二维培养中，同样细胞约在7天内失去搏动功能。该模型通过多电极阵列评估的电活动随时间逐渐变得更有组织，并对促心律失常和抗心律失常药物均产生适当反应。

在软骨修复研究中，团队将含软骨细胞的水凝胶直接生物打印到Chondro-Gide（一种临床可用的胶原基修复贴片）上，实现了优于所有其他测试条件的细胞分布和软骨特异性标志物表达。研究结果表明，将生物打印构建体与现有支架材料整合，可以显著增强当前软骨疗法的生物学性能。

Melo博士的工作属于行业趋势的一部分，即转向更忠实地再现体内环境的3D生物打印组织模型。其最终目标是开发能够复制系统性相互作用的多生理系统，实现不同组织之间的连接以及合并症的建模。CELLINK已将减少和消除动物测试列为商业优先事项；由加泰罗尼亚生物工程研究所（Institute of Bioengineering of Catalonia）协调的欧盟资助BRIGHTER项目，正在开发旨在减少组织工程和再生医学中动物模型依赖的生物打印工艺。此外，维也纳工业大学（TU Wien）的研究人员使用多光子光刻技术制造了人体组织芯片构建体，一种能够复制动脉粥样硬化流动条件的生物打印脑血管模型也已问世，表明在体外再现日益复杂的生理环境成为可能。

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