Úvod: V lékařském výzkumu existuje nepostradatelná vazba, tedy pokusy na zvířatech. Podle neúplných statistik se miliony zvířat po celém světě každoročně stávají oběťmi vědeckých experimentů. I když to zní krvavě, je to také proces, kterým musí projít lékařský vývoj. S rozvojem technologie 3D biotisku v posledních letech se však očekává, že některé biotištěné konstrukce dosáhnou funkční náhrady živé tkáně a postupně dosáhnou účelu nahrazení pokusů na zvířatech.
△ V roce 2014 zemřelo v laboratoři asi 400 000 myší
18. února 2022 Projekt financovaný Evropskou unií (EU) usiluje o omezení testování na zvířatech v experimentálním lékařském výzkumu prostřednictvím 3D biotisku. Projekt BRIGHTER (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed), koordinovaný Institutem bioinženýrství Katalánska (IBEC), vyvíjí nové nové přístupy k 3D biotisku tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny, aby se snížilo používání taxidermie v těchto oblastech. Za zmínku stojí zejména to, že projekt se zaměřuje na výrobu lidské kůže pomocí nové techniky biotisku založené na vzorovaných laserových světelných listech.
Profesorka Elena Martinez, koordinátorka projektu BRIGHTER, uvedla: "Náš inovativní systém 3D biotisku nejen dosahuje tkáně blíže skutečné věci, ale je také mnohem rychlejší než současné systémy, což je zásadní faktor pro zajištění životaschopnosti nové tkáně."
△ Malý čtvereček obsahující matrici kožních buněk. Foto přes IBEC.
Omezení testování na zvířatech pomocí 3D tisku
Technologie 3D biotisku pokročila v uplynulém desetiletí mílovými kroky, s významnými pokroky ve vývoji životaschopných tkání specifických pro pacienta. Zatímco tento vývoj je příslibem pro budoucí studie účinnosti, tkáně jsou stále do značné míry experimentální a studie lidských léků jsou desítky let daleko. Akademická obec i průmysl však pracují na tom, aby to změnily, přičemž švédský výrobce biotiskáren CELLINK se zavázal pokročit ve svém výzkumu modelů testů neškodných buněk na zvířatech a používat miniaturní modely kůže na univerzitě ve Stuttgartu k testování účinnosti léků proti rakovině s cílem eliminovat testování na zvířatech.
Jinde platforma Biopixlar společnosti Fluicell vytvořila vysoce komplexní neurální modely, které ukazují potenciál pro budoucí aplikace klinického screeningu léků, zatímco systém NanoOne Bio společnosti UpNano se zaměřuje na výrobu mikrostruktur buněčných kultur, které mohou mít pomáhá snížit počet pokusů na zvířatech za klinickými studiemi.
△Společnost CELLINK získala specialistu na technologii in vitro MatTek, aby vytvořila model testování na neškodné drogy. Foto přes MatTek.
Humánnější alternativa ke zkouškám na zvířatech
Kromě IBEC se projektu BRIGHTER účastní také Goetheho univerzita ve Frankfurtu, Technion Center v Izraeli a biotechnologické společnosti Mycronic a Cellendes. Program doufá, že překoná mnoho technických překážek, které v současné době omezují výrobu složitých lidských tkání. Partneři spolupracují na vývoji nového procesu biotisku lehkých listů, který je schopen produkovat komplexní a přesné modely in vitro, které lze použít pro testování kosmetiky a léčiv ve farmaceutickém průmyslu a ve výzkumných prostředích. Pro jemné vyladění technologie pracuje tým BRIGHTER na 3D tisku lidské kůže, vysoce složité tkáně složené z několika typů buněk a struktur, jako jsou potní žlázy a vlasové folikuly. Hydrogely budou tvořit klíčovou součást procesu biotisku, protože tvoří základ pro růst buněk a tvorbu nových tkání a mohou být také personalizovány pomocí vlastních buněk pacienta. Pro tisk pleti s požadovanou strukturou, tvarem a konzistencí používají výzkumníci pokročilé zobrazovací techniky, které kombinují osvětlení ze světelných listů a digitálních masek s vysokým rozlišením. Použitím laseru přímo na hydrogel mohou být buňky v něm "vzorovány" a tvarovány do správného tvaru, což umožňuje týmu kontrolovat tuhost, tvar a velikost 3D tištěných struktur.
Schopnost tvarovat hydrogely na vysoké úrovni je zvláště důležitá pro úspěšný tisk lidské kůže, protože tato tkáň je tvořena mnoha vrstvami buněk různých typů. Podle týmu BRIGHTER byl jejich biotiskový proces také schopen vytvořit krevní cévy tištěné tkáně a umožnit funkci mazových a potních žláz, stejně jako vlasových folikulů pro růst vlasů. Dr. Nuria Torras, postdoktorandská výzkumná pracovnice v IBEC, uvedla: "Doufáme, že budeme schopni vytisknout vzorek kůže o ploše 1 centimetr čtvereční a tloušťce 1 mm za přibližně 10 minut s mírou životaschopnosti buněk přes 95%, což výrazně zlepší současné podmínky biotisku. " Projekt BRIGHTER doufá, že úspěšný tisk modelu kůže in vitro ověří jeho potenciál pro použití ve farmaceutickém a výzkumném prostředí a nakonec sníží testování na zvířatech pro testování léků a kosmetiky.
Technologie Guangmai se hluboce zabývá zdravými a inteligentními světelnými zdroji a poskytuje celou řadu UVA UVB UVC LED, infračervených IR LED VCSEL produktů a řešení na trhu. Má stovky vysoce kvalitních partnerů na domácích i zahraničních trzích, kteří společně podporují využívání světelných technologií k vytvoření zdravého a inteligentního života. .
