被稱為長生不老藥的生物墨水究竟是什麼?

2021-01-19 諾普再生醫學

文 | Nova菌  圖 | 諾普自供及網際網路

 

大家好，我是Nova菌，一個集美貌與才華一身的實驗猿。


為了大家的安全進食，我就不把自己的盛世美顏分享出來了，21世紀什麼樣的青年才能算的上有才華？四個字，舞文弄墨。而我，作為世界一流非著名瀟灑藝術學派代表人，對於書法那是頗為精通。



那麼肯定有迷妹們要問我，大師，你的書法師從何處？天賦，眾所周知，Nova菌小時候就喜歡舞文弄墨，尤其是將西方精密電子機械與人體組織工程相結合的創造思維，早在我小學的時候就已經彰顯無疑。



雖然只是2D的寫意風，但是，能夠將傳統水墨筆的精髓，通過細緻入微揮毫，保留在人體上，這是何等的技巧？現在，萬萬沒想到，3D手錶已經可以「活畫」出來了！


書法靠墨，繪畫靠水。

列印還要靠墨水！


2018年，生物3D列印圈中，什麼詞最火？那一定是一度被大家成為長生不老藥的神奇妙方：BioInks——生物墨水。


作為生物3D列印的「混泥土」，細胞的理想生存基質，生物列印的「凝合劑」，你有沒有想過他們裡面有什麼？又是如何工作的呢？今天Nova菌就向大家科普一下。

環境與保護


▲biogelx的肽水凝膠


生物墨水是使用3D列印技術生產工程（人造）活組織的材料。它可以僅由細胞組成，但在大多數情況下，還添加了包裹細胞的額外載體材料。該載體材料通常是生物聚合物凝膠，其充當3D分子支架。細胞附著在這種凝膠上，這使它們能夠擴散，生長和增殖。同時，凝膠還可以為印刷過程中為細胞提供保護。


一個微妙的平衡


為了在FDM印表機中製造零件，我們使用溫度來控制熱塑性塑料中的相變。當它們穿過擠出機時，我們將它們從固態驅動到熔融狀態，冷卻後凝實。同樣，生物墨水必須經歷這種形式的變化，才能在環境中準確的分布。


然而，凝膠中的聚合物不能形成如此緊密和堅固的網絡，從表面上「監禁」細胞，網絡必須達到其材料特性的最佳位置：它應該能夠實現高保真列印，同時具有足夠的靈活性，以適應營養物質的流動和擴散以及細胞的運動。


對於諾普再生而言，經過團隊的長期努力，自主研發了一套擁有獨有專利配方的生物墨水，在易於列印的同時，兼具細胞友好特性，通過大量的數據表明，通過諾普再生的生物墨水進行列印的成體，細胞活性能達到90%以上。



熔化——生物墨水


▲一種基於藻酸鹽的聚合物網絡，展示了細胞和營養物質通過其擴散的多孔結構。來源：materialstoday.com


溫度是控制凝膠化的可能性之一。這對於明膠來說是非常有效的，因為這一特質，導致了其被用來當做一些生物鏈的基礎材料。

細化——生物墨水

▲在培養皿上生物列印冠狀動脈資料來源：https：//directorsblog.nih.gov/

誘導所謂的溶膠 - 凝膠轉變的其他形式依賴於稱為「剪切稀化」的現象。一些凝膠在受到剪切時變得更像液體。


細化保障細胞健康


當材料通過擠出系統時所經受的剪切力通常對於細胞的健康而言是不可忽略的。凝膠的粘彈性有助於降低與細胞穿過狹窄通道時所經歷的摩擦相關的剪切力，從而導致它們變形。凝膠以同樣的方式幹預，減震器有助於緩解顛簸路面上的汽車行駛。它有助於消散可能具有潛在破壞性的能量。



正因為生物墨水在列印中需要極其注意熔化與細化的過程，這將決定著生物3D列印能否正常進行。通過對各類生物聚合物與改性材料的研究，諾普再生團隊現已具備材料改性能力，不僅僅勝任完成熔化與細化等諸多複雜的過程，同時，還能根據不同臨床應用領域，研發出各類新型的生物列印墨水。


細胞吃生物墨水的周圍環境


▲在生物反應器中生長28天後，3D生物列印的血管的結構，其中聚合物基質顯示為藍色，細胞顯示為紅色。資料來源：organovo.com


將細胞安全地通過噴嘴輸送到印刷床只是生物墨水的任務之一。他的另一項重要任務是作為細胞的食物來源，或者至少可以被它們降解。



隨著細胞的生長和增殖，它們通常會改變環境。他們接觸在外面發現的物質，代謝它們，然後釋放不同的物質。細胞產生和排出的許多物質不一定等同於它們需要去除的有毒物質。相反，他們也照顧他們的「當地環境」，回收它並產生一種物質基質來包圍它們並增加它們的生存機會。


▲基於透明質酸（HyStem）的水凝膠的示意圖。資料來源：sigmaaldrich.com


生物炭通常依賴於幾種聚合物的組合來實現某種中間地帶，其中化學，物理和生物限制較大。比如瓊脂糖、藻酸鹽、膠原蛋白與透明質酸等。



目前，諾普再生通過OPUS列印平臺上，使用獨特的生物墨水及獨有的材料改性技術，可列印出特殊的生物反應器，擁有2個產品研發管線和3個在研產品，涉及人工皮膚、骨、軟骨組織，部分已經完成了原型設計和部分動物驗證，並已與多家醫院籤訂了臨床研究協議。


▲諾普再生列印案例


隨著3D生物列印的研發工作的開展以及對個性化醫療的興趣的進一步發展，我們可以預期生物材料市場將在未來幾年內大幅擴張由於其具備各項優異屬性與本身和細胞的相容性，目前被廣泛應用於各類醫療領域，無論是皮膚、骨與軟骨的損傷修復、人體三維管狀結構與器官的仿真列印，都發揮著重要作用。倘若有一天，人類能夠完成對器官的生物列印，那生物墨水就是徹徹底底的「長生不老藥」。


參考資料：

1)  All3dp.com ALL3DP , Ricardo Pires

2)  directorsblog.nih.gov/、cellink.com

3）what Exactly is Bioink?-simple EXplained





我們所從事的事業是如此重大

我們願意在這個領域投入最大的努力

生物3D列印在未來將會直接或間接

以各種方式影響著世界上的每一個人

相關焦點

  • 《山海經》中的太歲——被稱為長生不老藥!究竟神奇在哪裡?
    而在古人的眼裡，「視肉「是長命百歲的仙藥，只要吃了這種」視肉「，就可以長生不老。那麼」視肉「究竟是什麼東西呢？其實」視肉「就是現在我們所說的太歲，那太歲為什麼會是古人一直尋找的長生不老的仙藥？太歲到底是什麼物質呢？《山海經中的太歲》究竟是什麼？
  • 睦爾健康:「長生不老藥」NMN,究竟憑什麼「一夜爆紅」?
    導語：「長生不老藥」NMN，究竟憑什麼「一夜爆紅」？ 「長生不老藥」NMN，究竟憑什麼「一夜爆紅」？
  • 世上真的有長生不老藥嗎？科學家眼裡的長生不老藥到底怎樣了？
    關於長生不老藥，關於長生不死的傳說，自盤古開天闢地，早已有之。那麼，這世上真的有長生不老藥嗎？人真的能夠長生不老嗎？古代有哪些皇帝為了結心願而「以身試藥」？科學家眼裡的長生不老藥到底怎樣了？如果真的有那一天，人類就心滿意足了嗎？
  • 秦始皇一直在尋找的「長生不老」藥,到底是什麼?專家:活的植物
    光陰似箭，短短幾十年的時間一下子就過去了，根本來不及享受人世間的美好，這也是古人為什麼要尋求長生不老藥的原因。一、秦始皇，長生不老藥追尋者要說我國歷史上最渴望長生不來的人是誰？毫無疑問一定是秦始皇。晚年時期，秦始皇越發的渴望長生，他在民間尋找無數的方士和道士，為自己煉製長生不老藥。很多方士聽聞這個消息後自薦起來，尤其是一位名叫徐福的方士表現極為突出，他告訴秦始皇，自己是一名修仙有為的道士，能夠行氣吐納，並且可以煉製仙藥，說只要吃了他煉的丹藥，就可以成仙從而長生不老。
  • 長生不老藥真的存在嗎
    在南京博物館的一個地下庫房裡，有一個錦盒，裡面有一種神秘的藥物，這種藥物一直沒有對外展示過，就連內部的工作人員也很少有人見過，那麼它究竟是什麼樣了？它就是傳說中的大約1600年前的不老仙丹。所謂的仙丹就是這些藥丸究竟是什麼樣子呢。據說，這些藥丸只有米粒大小很圓潤，顏色是豔麗的紅，看起來很可愛。比起在1980年從南越王墓裡發現的丹藥更好看，年代也更早一些。這批藥丸是在1965年在南京一座東晉大墓中發現的。當時它們被裝在一個圓形的漆盒裡。
  • 古代長生不老藥是如何煉製的?人真的能長生不老么?
    古人認為"視肉"、"聚肉"有長命百歲的功效，所以後世歷代帝王都在尋找這種能使人長生不老的仙藥。東晉道家葛洪在《抱樸子》中記載，"諸芝搗末，或化水服，令人輕身長生不老。"是古人認為的長生不老仙藥。東晉昇平三年(359年)，這個時期正是煉製金丹及士大夫階層倡導『服食』盛行的時代。
  • 《山海經》記載:巫山者,有帝藥,最早的「長生不老藥」出自巴蜀
    中國戰國時期開始，煉丹之風十分盛行，煉丹正是為了尋求長生不老之藥。西元九、十世紀我國煉丹術傳入阿拉伯，十二世紀傳入歐洲，可見尋求長生不老藥的想法影響範圍之廣。《山海經》記載：」靈山十巫」和崑崙山西王母，皆操不死之藥。遠古部落首領視之為不可示人的神袛重器。靈山十巫即是出於靈山的巫師，他們不僅負責為部落佔卜，同時又是神醫。那麼他們所掌握的不死藥究竟是什麼東西？
  • 傳說中的「太歲」究竟是什麼,真是「不老藥」嗎?終於有答案了
    下文轉載自作者：養一隻冬菇人們經常掛著一句口頭禪「犯太歲了」，意思就是說遇到了倒黴的一年，總是有不好的事情發生，很多人都說這是迷信的說法，今天我們先不討論這個，今天我們說的是太歲，看過網劇《靈魂擺渡》的，就會知道裡面有這麼一個章節，就是講關於太歲的，據說吃了可以長生不老，如果說這只是網劇的話，近一點的案例也有，統一天下的秦始皇想要達到長生不老的目的，到處求仙煉藥
  • 號稱「長生不老藥」的NMN是什麼?
    那麼，NMN的使用後的身體反映究竟有沒有宣稱的那麼神奇呢？ 「吃了以後，天天晚上開會加班也能抗得住，現在連續幾天熬夜的話，也可以撐得住。」 「沒啥太大感覺，睡眠質量變好，到點就困。」 「毛孔粗大得到改善，5天皺紋沒了！」
  • 千百年來,王侯將相都在追求長生不老,真正的長生不老究竟是什麼
    人都害怕生病，害怕死亡，因此長生不老是很多人的願望。最後這些人沒能一個長生不老，不是落下個勞民傷財的臭名聲，就是落下個一命嗚呼的下場。作為一國之君尚且不能求得長生不老之藥，常人則更是望塵莫及，可知這長生不老不過是一個春秋大夢。不過這長生不老夢，好像總是有人不願醒來，他們前僕後繼的在做著這個虛無縹緲的美夢。
  • 專家發現1600年前藥丸 為傳說中「長生不老藥」
    第1頁:「長生不老藥」究竟是個什麼東西 第2頁:人類究竟能不能造出長生不老藥 盒子裡裝的神秘藥丸，就是東晉名士趨之若鶩的五石散    快報記者 顧煒 攝　　●南京出土的「不老仙丹」為何深藏庫房近半個世紀　　●古人吃的「長生不老藥」究竟是個什麼東西
  • 《山海經》真的記載長生不老?秦始皇一直苦苦尋找的不死藥是它?
    那麼到底為何在秦始皇時期會出現長生不老這個傳聞呢？這些為秦始皇尋找長生不老藥的術士，他們是如何得知世間有長生不老藥的呢？其實這是在一部上古的逆天古籍中出現過，而這部古籍曾經被《史記》的作者司馬遷認為是一部歪門邪術，絕對是瞎說，所以在《史記》的時候，司馬遷沒有用到這部逆天古籍。
  • 睦爾健康:抗衰老神藥-NMN是從什麼原料中提取的?
    NMN是從什麼原料中提取的？來源是否安全可靠？長生不老一直以來都是人類十分關心的話題，而NMN近期作為「長生不老藥」被傳的神乎其神，那麼NMN究竟是什麼？真的能讓人長生不老嗎？是從什麼原料中提取的？是否安全可靠？NMN究竟是什麼？
  • 真的有長生不老藥嗎?《山海經》中記載,不死藥有3大秘密產地
    長生不老，是無數人追求的夢想，從秦始皇求長生不老藥開始，之後人們對於「長生不老」也有一種狂熱的期盼。在西遊記裡齊天大聖，當初拜師學藝的目的是為了長生不老、唐僧之所以受到妖精的追捧，也是因為他可以讓妖精長生不老的緣故。歷史上除了秦始皇，漢武帝、李世民也都曾都熱衷於尋找過長生不死藥，還為此鬧出了許多事情。
  • 關於長生不老藥的那些事!
    在三座仙山上分別居住著三個仙人，手中有可以長生不老藥。秦始皇聽說了很高興並且召見了徐福，問他怎麼樣才可以去取得長生不老藥，徐福當時也一臉懵逼心裡想我就在外面裝逼整點零花錢來用用咋個被這個暴君秦始皇曉得了，徐福仔細穩重的慢慢說道：需要大量的糧食淡水，並且需要一千童男童女和大量的金幣。
  • 一輩子究竟有多長,世上真的有「長生不老」的藥嗎?
    真正能讓人長生不老的，不是藥，而是人心。有一顆平常心，比打針吃藥更能讓人長壽。氣大傷身宇宙的萬事萬物，對於未知事物的恐懼，由心而生。不僅是人，就連沒有思想的動物，也一樣。在我們敬畏大自然的同時。也要尊重自然賦予我們的生命。
  • 傳說中「太歲」到底是什麼生物?真是「不老藥」嗎?科學無法解釋
    人們常說「不要在太歲頭上動土」，那麼我們一直在說的太歲到底是什麼呢？真的是不老藥嗎？太歲，又稱肉靈芝。在李時珍《本草綱目》記載肉靈芝被分為"菜"部"芝"類，可食用、入藥，奉為"本經上品"，功效為"久食，輕身不老，延年神仙"。
  • 「親,1599元的長生不老藥,要不考慮下?」
    事實上，除了秦皇漢武這類歷史人物，當代商界領袖也不乏對「長壽藥」的痴迷，李嘉誠、巴菲特都曾押注長生不老藥，但長生不老藥的研發，卻是「只聞腳步聲，不見人下樓」。而NMN這款尚未完成全部人體臨床試驗，僅被FDA列為膳食補充劑的「長壽藥」卻成了國內資本市場的寵兒，「長壽藥」概念股也應運而生。
  • 俄羅斯不老藥兩年後上市?為了長生不老人類也是拼了
    ，俄羅斯科學家最近也宣布研製出了一種「不老藥」，所以，我們真的能盼到長生不老了嗎？按照這次俄羅斯科學家的說法，他們研製的不老藥可以激發人體製造自身幹細胞，但他們並沒有說明採用的是何種技術。所以，小編以為，這藥效果究竟如何，安全性是否有問題，都還不明確，距離真正上市恐怕還有不短的時間。2、熱量限制，減肥又長壽？對我們正常人來說，營養學會推薦你每天至少攝入2500大卡左右的能量來滿足正常的生理活動。
  • 長生不老藥的來龍去脈
    文丨詩與星空2000多年後，一家A股的上市公司繼承了秦始皇的遺志，成為長生不老概念股，當然了，它本身是不太情願的。金達威發布公告，稱被投資者追捧的神藥DRB並未對該產品的實際效用進行過明確承諾，且已明確提示不用於診斷、治療、治癒或預防任何疾病。