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美國生物科技新創公司BioBots融合了電腦科學以及化學科學。它初次登場的產品是一台能列印出生物材料的桌上型3D列印機,不久前才在紐約TechCrunch Disrupt的舞台上進行展示並列印出梵谷耳朵的複製品,逼真度可見一般。它結合了硬體、軟體以及濕體〈意指人腦〉,而後者才是核心創意領域的所在,共同創辦人丹尼‧卡布雷拉〈Danny Cabrera〉表示。

 

生物製造,是以人工的方式打造出活體組織結構的過程。這並不是一個新興領域,人類已經在這個領域花上數十年的時間進行研究。但是卡布雷拉和他的共同創辦人堅信,他們已經發現到一個契機,來改造先人所遺留下來的那些昂貴、大型且複雜的機台〈大約十萬美元以上〉。其靈感受到“自造運動〈Maker Movement〉”利用小型且成本低廉的3D桌上型印表機擠出塑料所啟發。

 

BioBots公司的3D印表機利用一種結合生物材料以及活體細胞的特殊墨水取代塑料,進而打造出3D活體組織與微型人體器官。這一用例的目的在於提供研究與臨床前的審查之用,像是藥物測試〈取代以動物作為測試的方針〉,而非用於人體細胞器官的替換。雖然如此,生物製造領域正逐漸向著製造可替代性人體器官的方向發展,這項技術在近期內的潛在用途則是為了幫助並促進對特定疾病的治療方法,卡布雷拉表示。

 

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他表示:“我們目前確實是把這款設備作為製藥公司的主打產品,用於執行臨床藥物試驗。你可以使用人體細胞,然後利用這些設備來列印出相較於2D組織還要更精緻的3D活體組織模型並善加利用。這些列印出來的組織模型概括了人體的功能,你可以運用它們來研發臨床環境背景下的化合物。這樣一來,你就能在進入臨床試驗階段之前找到假陽性誤報的情況。”

 

“我們認為這項技術是研發個人化治療程序的一個途徑。未來病人來到診所後,醫生可以直接提取他們的細胞並列印3D組織、微型組織,然後利用這些組織為病人測試各種不同的治療、藥物程序。而且,醫生也能針對病人的特定疾病來制定個人化的療法。”

 

“在傳統的概念上,我們曾把一些疾病混在一起並歸成數類,然後一一給他們個名字,但是這些疾病在每個人身上的表現情況都不相同,而且我們的藥物研發過程也有些跟不上時代的發展 ─ 我們總是在昂貴的臨床試驗中研發一種能適用於成千上萬名病人的藥物;但是今日,我們確實能使用這項技術來為每個人打造專屬的藥物。”他補充道。

 

該新創公司剛開始是由兩位共同創辦人在去年六月自賓州大學取得電腦科學與生物學學位之後,對他們在基因工程以及組織工程的研究感到一股濃厚的興趣而在其宿舍所開啟的研究計畫。

 

“我們的理念是,我們可以利用如同在自造運動中所使用的相同方式〈3D印表機〉來打造出體積更小,價格也更低廉的生物科技設備。”卡布雷拉說道。“當我們在找尋靈感的時候,我們發現到目前現有的設備十分巨大。它們看起來就像是古老的大型計算機台,佔滿了整間房間,造價也要50萬美元,而且還難以操作,你需要專業技術人員才有辦法操作這些機台。”

 

該團隊藉由一場大學競賽贏得了5000美元作為早期資本以研發他們的第一代原型設備。在將其產品賣給一位博士生後,他們決定擴展這個理念,接著被獲選進入費城Dreamit Health的加速器項目,藉此於去年秋季獲得了50000美元。這幾個月來他們與研究人員密切合作,持續地進行微調,總算運出他們的首批生物材料印表機。〈對於幫助BioBots自身開發的研究人員而言,每台機器的標價約為5000美元〉

 

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他們的循環商業模式是銷售各種不同的墨水,用來當作列印出不同生物材料的基底物質。他們目前正推出測試版本的軟骨墨水工具箱〈售價700美元〉。

 

該印表機利用可見〈藍色〉光結合墨水中的複合式光引發劑來加工處理生物材料結構,而不是像其他有些既定設備那樣透過壓力和紫外線而完成。卡布雷拉表示對列印活體組織而言這是更有效的方式,因為壓力和紫外線都會對活體組織細胞造成傷害,而該列印機所使用的藍色可見光並不會對細胞造成有害的影響。

 

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為了利用這款設備打造生物組織〈比如一片骨骼、軟骨或者肝臟〉,使用者需要將該公司的光引發劑粉末與他們想要用於列印的活體細胞集合起來,再加上一些結合因子以確保細胞能相聚在一塊兒。

 

“我們的墨水含有三種粉末,用戶需要加入第四種粉末也就是結合因子,除此之外還得加進他們的細胞,花個五至十分鐘使其充分混合然後將它放置於設備裡,結構設計可以使用AutoCAD或Solidworks或任何可供使用的CAD軟體,我們的軟體會再將這份檔案轉換成印表機的操作程序。”卡布雷拉解釋。

 

Biobots印表機配有一個擠壓機,利用水壓推動注射器裡的材料。一旦生物材料列印成型,該列印機就會對其照射藍色可見光以完成結構的硬化工作。而列印的時間長短取決於你希望打造的組織類型,卡布雷拉表示。

 

“到目前為止,我們的客戶已經藉由這些程序列印出了骨骼、肺、肝、心臟、大腦、皮膚和軟骨組織。”他補充道。

 

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