Сверхпроизводительный 3D-биопринтер может ускорить разработку лекарств

Last Updated on 11.06.2021 by

Трехмерный принтер, который быстро производит большие партии индивидуальных биологических тканей, может помочь ускорить разработку лекарств и сделать их менее дорогостоящими. Наноинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали высокопроизводительную технологию биопечати, которая позволяет печатать трехмерные изображения с рекордной скоростью — с ее помощью можно получить 96-луночный массив образцов живых тканей человека в течение 30 минут. По словам исследователей, способность быстро производить такие образцы может ускорить высокопроизводительный доклинический скрининг лекарств и моделирование заболеваний.

Процесс разработки нового препарата фармацевтической компанией может занять до 15 лет и стоить до 2,6 миллиарда долларов. Обычно он начинается с проверки десятков тысяч кандидатов в наркотики в пробирках. Затем успешные кандидаты проходят испытания на животных, и все, кто прошел этот этап, переходят к клиническим испытаниям. Если повезет, один из этих кандидатов выйдет на рынок как одобренный FDA препарат.

Технология высокопроизводительной трехмерной биопечати, разработанная в Калифорнийском университете в Сан-Диего, может ускорить первые шаги этого процесса. Это позволило бы разработчикам лекарств быстро создавать большие количества человеческих тканей, на которых они могли бы тестировать и отсеивать кандидаты на лекарства намного раньше.

«С человеческими тканями вы можете получить более точные данные — реальные человеческие данные — о том, как будет действовать лекарство», — сказал Шаочен Чен, профессор наноинженерии инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Наша технология позволяет создавать эти ткани с высокой производительностью, высокой воспроизводимостью и высокой точностью. Это действительно может помочь фармацевтической промышленности быстро идентифицировать наиболее перспективные лекарства и сосредоточиться на них».

Работа опубликована в журнале Biofabrication .

Исследователи отмечают, что, хотя их технология не может исключить испытания на животных, она может свести к минимуму сбои, возникающие на этом этапе.

«То, что мы разрабатываем здесь, представляет собой сложные системы трехмерных культур клеток, которые будут более точно имитировать реальные ткани человека и которые, как мы надеемся, могут повысить эффективность разработки лекарств» , — сказал Шангтинг Ю, научный сотрудник лаборатории Чена и соавтор автор исследования.

Эта технология конкурирует с другими методами трехмерной биопечати не только по разрешению (она позволяет печатать реалистичные структуры со сложными микроскопическими характеристиками, например, ткани рака печени человека, содержащие сети кровеносных сосудов), но и по скорости. Печать одного из этих образцов ткани занимает около 10 секунд с помощью технологии Чена; печать того же образца традиционными методами займет несколько часов. Кроме того, он имеет дополнительное преимущество автоматической печати образцов непосредственно в промышленных планшетах с лунками. Это означает, что больше не нужно вручную переносить образцы по одному с платформы для печати на планшеты с лунками для скрининга.