美國生物科技初創(chuàng)公司BioBots 融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)和化學(xué)科學(xué)。該公司的第一款產(chǎn)品是一臺桌面級生物材料3D 打印機(jī)，不久才在紐約TechCrunch Disrupt 大會的舞臺上進(jìn)行了展示——他們打印了梵高耳朵的復(fù)制品，足以以假亂真——這款產(chǎn)品結(jié)合了硬件、軟件和濕件(譯者注：這里指人腦)。聯(lián)合創(chuàng)始人丹尼·卡布雷拉(Danny Cabrera)表示后者才是創(chuàng)新的核心所在。

      可以人工制作活體組織結(jié)構(gòu)的生物制造已經(jīng)不是什么新領(lǐng)域——這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)進(jìn)行了十多年。不過卡布雷拉和另一名創(chuàng)始人認(rèn)為他們在修理昂貴(大約在10 萬美元以上)、龐大且復(fù)雜的老舊設(shè)備時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)機(jī)會——他們從創(chuàng)客運(yùn)動中使用小型廉價(jià)的桌面級3D 打印機(jī)印制塑料上獲得了靈感。

　　BioBots 3D 打印機(jī)使用的卻不是塑料而是一種特殊的“墨水”，這種墨水可以結(jié)合生物材料和活細(xì)胞來打造3D 活組織和小型人體器官。目前該打印機(jī)主要用于研究和臨床前審查，如藥物測試(替代動物實(shí)驗(yàn))。雖然這種3D 打印技術(shù)并不是用人體自身的細(xì)胞打印出人體器官的替代品——盡管這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展(越來越)向著這個(gè)方向前進(jìn)。卡布雷拉表示，這一技術(shù)未來近期的可能是幫助促進(jìn)疾病治療方法的定制。

　　卡布雷拉告訴TechCrunch：“現(xiàn)在我們是真的將它看作是為制藥公司，那些正在做臨床藥物測試的公司開發(fā)的一個(gè)產(chǎn)品。用戶可以使用這些設(shè)備，利用人類細(xì)胞打造3D 活組織模型，這些模型可比2D 的組織或動物復(fù)雜得多，而用戶則可以使用這些復(fù)雜模型。它們真正地復(fù)制了人體的功能。用戶可以使用它們來開發(fā)為臨床準(zhǔn)備的藥物。在藥物呈現(xiàn)假陽性時(shí)就及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免讓它們進(jìn)入臨床試驗(yàn)。”

　　“我們認(rèn)為這是一種開發(fā)個(gè)性化治療方法的方式。病人到用戶的診所來，而我們可以直接從患者身上提取細(xì)胞然后打出3D 組織或是小型器官組織，這些都是專門為該病人準(zhǔn)備的，然后測試不同的治療方法，不同的藥物療程和針對病人疾病的個(gè)性化治療。”

　　卡布雷拉還補(bǔ)充說，“我們知道傳統(tǒng)的做法是把所有的疾病進(jìn)行分類，然后分別給它們命名，但疾病發(fā)生在每一個(gè)個(gè)體身上都是不一樣的，而我們的藥物開發(fā)流程有點(diǎn)過時(shí)了——我們用費(fèi)用昂貴的臨床試驗(yàn)來開發(fā)一種用于數(shù)以百萬計(jì)病人的藥物。現(xiàn)在我們真的可以使用這種技術(shù)來為每一個(gè)人創(chuàng)建一種藥物?！?/p>

　　該初創(chuàng)公司開始是一個(gè)在宿舍里打造的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)兩名創(chuàng)始人正處于畢業(yè)期間，去年6 月他們從賓夕法尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)專業(yè)畢業(yè)，因此他們將自己的研究興趣放在了基因工程和組織工程上。

　　卡布雷拉說：“我們的想法是我們可以使用創(chuàng)客運(yùn)動中所采用的相同方法來制造在生物技術(shù)方面更小和更便宜的設(shè)備。在我們查看現(xiàn)有產(chǎn)品時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備都體積巨大——它們看起來像是舊的電腦主機(jī)，它們占據(jù)了全部的空間，成本還高達(dá)50 萬美元并且真的很難操作。你需要技術(shù)人員來操作這些設(shè)備?！?/p>

　　該團(tuán)隊(duì)在早期通過一次大學(xué)競賽贏得了5000 美元的資金來開發(fā)他們的第一個(gè)原型產(chǎn)品。在將一個(gè)產(chǎn)品賣給一名博士生后，他們決定擴(kuò)展這個(gè)想法并且他們被選中加入位于費(fèi)城的Dreamit Health 加速器，這讓他們在去年秋天獲得了5 萬美元的資金。這幾個(gè)月來他們一直在裝運(yùn)首批生物材料打印機(jī)，他們還與研究人員保持密切合作以便不斷優(yōu)化初始產(chǎn)品(對于幫助BioBots 自身開發(fā)的研究者，每臺機(jī)器的售價(jià)為5000 美元左右)。

　　他們的循環(huán)商業(yè)模式將會是為打印機(jī)打印不同的生物材料出售不同的打印“墨水”。今天它推出了一款軟骨墨水工具包的測試版(售價(jià)為700 美元)。

　　該打印機(jī)會使用可見(藍(lán)色) 光(加上包含在它的墨水里的復(fù)合光引發(fā)劑) 來修復(fù)生物材料結(jié)構(gòu)，而不是像更成熟的設(shè)備那樣使用一些壓力或紫外線?？ú祭桌f這是打印活組織更有效的方式，因?yàn)閴毫妥贤饩€都會對活細(xì)胞造成傷害，而BioBots 所使用的藍(lán)光不會對細(xì)胞造成有害的影響。

　　要使用該設(shè)備來制作一個(gè)組織結(jié)構(gòu)，如一塊骨頭、軟骨或是肝臟，用戶需要將BioBots 光粉與他們想要打印的活細(xì)胞放在一起，再加上一些結(jié)合因子以確保細(xì)胞都粘在一起。

卡布雷拉解釋稱，“我們的墨水含有三種粉末，用戶會加入他們的第四種粉末，也就是結(jié)合因子，他們還需要加入想要打印的細(xì)胞，用5—10 分鐘將它們混合在一起，然后把混合物放進(jìn)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以用AutoCAD 或者Solidworks 或是任何CAD 軟件制作。我們的軟件將會設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為打印機(jī)指令?！?/p>

      BioBots 打印機(jī)配有一個(gè)擠壓機(jī)，并且使用液壓推動材料的注射器。一旦生物材料制作完成，打印機(jī)就會照射藍(lán)光來讓結(jié)構(gòu)凝固?？ú祭桌Q打印時(shí)間的長短取決于用戶想要制作的材料類型。

　　他還補(bǔ)充說：“到目前為止，我們的客戶實(shí)際打印范圍很廣，他們用這個(gè)打印機(jī)打印了骨頭，還有肺、肝、心、腦、皮膚、軟骨?！?/p>

　　問題& 回答

　　梅塞爾 ：你們的分銷策略是什么。對于將產(chǎn)品分銷到醫(yī)院和醫(yī)生那里你們有什么計(jì)劃，這一部分的費(fèi)用包含在醫(yī)療保險(xiǎn)里面嗎?

　　卡布雷拉 ：就現(xiàn)在而言它更多的是一種研究工具。我們正在向制藥行業(yè)推銷這款產(chǎn)品——是與研發(fā)部門實(shí)實(shí)在在打交道，所以我們并沒有與醫(yī)生打過交道。在制藥行業(yè)進(jìn)行銷售有許多現(xiàn)成的銷售渠道，我們正在嘗試這些渠道……我們正在尋找有這方面專長的人加入我們的團(tuán)隊(duì)。

　　利文斯頓 ：你們有一長串的合作伙伴名單——他們有沒有給你們關(guān)于這個(gè)產(chǎn)品的反饋意見?他們使用了產(chǎn)品嗎?他們打印了什么?

　　卡布雷拉 ：我展示的所有這些客戶都是很早期的采用者。他們在我們開發(fā)出工具包之前就買進(jìn)了這個(gè)設(shè)備。他們用這個(gè)設(shè)備所做的任何事情都會告訴我們，他們會告訴我們他們是怎么使用這臺打印機(jī)的，這些都讓我們真正獲取了許多有關(guān)組織工程學(xué)的知識。這也讓我們明白‘我們真的需要一個(gè)軟骨工具包了’。而且這也正是我們打印這只耳朵所要的部件。在這方面的研發(fā)通常會需要花費(fèi)至少上萬美元，會需要幾個(gè)月的時(shí)間，而多虧了這些重要的合作伙伴關(guān)系以及與研究者在產(chǎn)品上的密切合作，使得我們能夠加快這一過程。

　　利希滕斯坦 ：你如何判定成功?在銷售這款產(chǎn)品時(shí)你的衡量標(biāo)準(zhǔn)是什么?達(dá)到什么就可以說這就是我們想看到的工作方式。

　　卡布雷拉 ：這臺設(shè)備本身是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，我們可以很容易對它進(jìn)行測量——設(shè)備的分辨率、精確度。說真的，如何使用設(shè)備是由研究者決定，他們使用設(shè)備的方式與自己的工作有關(guān)。舉例來說，對于一家制藥公司，他們會打造一個(gè)3D 活組織——在這里反復(fù)出現(xiàn)的一個(gè)重要例子就是為了治療癌癥。打印一個(gè)微型腫瘤，在它上面測試抗癌藥物，然后觀察哪些藥物有效而哪些又沒有?；旧先绻隳軓?fù)制人體的機(jī)體情況，如果你能夠模擬出人體的機(jī)能，這就是成功。如果不能，那么我們就會再進(jìn)行嘗試。這就是數(shù)字制造技術(shù)的意義所在——人們可以有很短的周轉(zhuǎn)時(shí)間，非?？斓馗淖冊O(shè)計(jì)。

　　菲舍爾 ：它現(xiàn)在可以用來取代的是什么?在生命科學(xué)更為基礎(chǔ)的研究中，人們可以培養(yǎng)移植皮膚樣本并且在這些樣本上測試外用藥物。你覺得這個(gè)會在將來替代什么?

　　卡布雷拉 ：首先，它不會取代任何東西——它將會創(chuàng)造新的功能。所以首先是人們可以為自己的身體組織增加一個(gè)額外的維度?，F(xiàn)在所有這些東西都是以2D 的方式呈現(xiàn)，突然現(xiàn)在你可以用3D 了。在生理層面上，這將與人的關(guān)系更為密切。3D 細(xì)胞的行為也與2D 的行為截然不同。因此許多公司對于能夠使用這項(xiàng)技術(shù)真的感到非常興奮，這是他們一直在尋找的東西。對于它在未來會替代的東西，就我們所看到的而言，歐洲等地已經(jīng)禁止在化妝品行業(yè)進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)我們可以進(jìn)入的關(guān)鍵領(lǐng)域，我們將以動物的替代品作為開始。我們認(rèn)為最終它會作為整個(gè)臨床藥物開發(fā)的一個(gè)替代品。

　　理想狀態(tài)下，如果你想要一次在一個(gè)人身上測試藥物，你應(yīng)該專門為這個(gè)人開發(fā)藥物，但是沒有人會做這種實(shí)驗(yàn)的小白鼠。突然一下子我們可以直接從病人身上提取細(xì)胞，打印3D 的組織，然后開發(fā)藥物——用在這些細(xì)胞上而不是病人身上，用在那些由他們自身變化而來的組織結(jié)構(gòu)上。

　　杰森·金凱德： 在醫(yī)學(xué)方面，還有其他公司也在致力于開發(fā)3D 打印技術(shù)。你能再談?wù)勱P(guān)于你們使用的那種不會殺死細(xì)胞的技術(shù)嗎?在沒有大量資金的情況下你們是怎么想到它的?它有多可靠?其他人可能會怎么做，會做類似的事情嗎?

　　卡布雷拉 ：我那時(shí)還是賓夕法尼亞大學(xué)的一名學(xué)生。剛剛畢業(yè)那會，我有一個(gè)朋友——另外一名創(chuàng)始人里卡多——他正在開發(fā)這款設(shè)備的原型。在我畢業(yè)之后，我們買了三張宜家桌子，我們在當(dāng)時(shí)的住所里搬移家具，偶然發(fā)現(xiàn)了這些被人們用于各種不同用途的化學(xué)品。我們主要是在尋找在使用中不會殺死細(xì)胞的東西。然后我們遇到了這個(gè)——它主要是一種化合物——它是一種能與可見光一起工作的化合物。我們認(rèn)為這感覺太棒了。然后我們試了一下，效果很好。沒有人實(shí)際使用過可見光——在IP 場景中——打印3D 活組織。所以我們覺得這是一個(gè)我們可以真正擁有的空間。這在生物學(xué)上也很有意義。所以我們在今年早些時(shí)候申請了這些專利。我們真的認(rèn)為它可靠，而且不僅可靠——我們是真的覺得這是打造這些細(xì)胞組織的最好方式。