Intervista con Jay Hoying e Michael Golway di Advanced Solutions Life Sciences   compagnia di bioprinting

Alcuni dei maggiori impatti che la stampa 3D avrà sul mondo sono ancora lontani. Nei laboratori di tutto il mondo, le persone stanno adottando i primi piccoli passi nel bioprinting, nella stampa di tessuti, nell’uso della stampa 3D nella medicina rigenerativa e nella fabbricazione di oggetti come gli innesti di farmaci. Possiamo a malapena concepire gli impatti che il bioprinting avrà sulla medicina. Dovremmo specialmente in quest’area fare attenzione a distinguere dal possibile al probabile. Mentre i ricercatori vedono gli organi stampati in 3D in un ambiente clinicoqualcosa che forse vedrempo fra 20 anni la maggior parte dei consumatori regolari la vedono come qualcosa che è destinato a succedere in pochi anni. Nel mezzo di questo entusiasmante sviluppo si trova  Advanced Solutions LifeSciencesche rende bioprinters, software di bioprinting e bioink ed è una parte della più grande azienda, la Kentucky Advanced Solutions Inc. (ASI). Abbiamo intervistato Michael Golway, CEO di ASI e James Hoying, consulente scientifico dell’azienda, per scoprire cosa stanno facendo in bioprintig.

Che cos’è Advanced Solutions LifeSciences?

Michael : “Advanced Solutions Life Sciences (ASLS) esiste per democratizzare e migliorare continuamente la sua piattaforma di bioprinting 3D BioAssembly, con conseguente terapie curative che offrono una maggiore longevità e qualità della salute riducendo i costi sanitari globali”.

Cosa fa BioBot Basic? E quanto costa? A chi è destinato?

Michael : ” BioBot Basic è la nostra offerta di bioprinter entry-level per $ 4,995. Questo pacchetto include il nostro software di modellazione dei tessuti (TSIM) e il bioprinter 3D che consente alle istituzioni di ricerca e alle società private di prototipare rapidamente con i biomateriali. ”

BioBot Basic

Posso adattare l’unità per filamenti, altri materiali, materiali di riscaldamento ecc.?

Michael : “BioBot Basic è un’unità di distribuzione ambientale con la capacità di stampare in 3D fino a 5 materiali diversi in un’unica stampa.   La nostra piattaforma BioAssemblyBot consente agli utenti la flessibilità di adattare il controllo della temperatura, la cura UV, il movimento del materiale, ecc. ”

Cos’è TSIM?

Michael : “TSIM è l’acronimo di Tissue Structure Information Modeling – è un programma software di modellazione tissutale 3D che consente all’utente di visualizzare i costrutti del modello solido DICOM e 3D all’interno dello stesso spazio di lavoro per progettare e prototipare strutture di tessuto semplici o molto complesse.”

Screenshot TSIM

Perché i ricercatori hanno bisogno del software Tissue Modeling?

Michael: TSIM integra molte delle attività relative al software necessarie per generare tessuti 3D viventi in un unico spazio di lavoro. Una volta importato un file DICOM, l’utente può navigare e modificare senza problemi il “tessuto digitale” generato da TSIM dal file per identificare le regioni di interesse per la progettazione e la fabbricazione. Gli utenti possono anche creare modelli di tessuto de novo, utilizzando qualsiasi strumento di progettazione e segmentazione 3D che preferiscono. Una volta creato, il prototipo digitale viene inviato alla nostra piattaforma di biofabbricazione per la produzione. Nessun altro software è richiesto. Le prossime espansioni alla piattaforma TSIM consentiranno inoltre all’utente di sviluppare processi di produzione e fabbricazione automatizzati per la produzione di tissue; sfruttando le vaste capacità produttive di BioAssemblyBot.
Che cos’è BioAssemblyBot?

Michael : il brevettato BioAssemblyBot è il primo braccio robotico a 6 assi al mondo che stampa le strutture del tessuto umano in 3D. Il BioAssemblyBot può eseguire sia la stampa 3D ‘Additiva’ che ‘Contour’.   Oltre alle attività di stampa 3D, BioAssemblyBot ha la flessibilità di collegare diversi strumenti per controllare in modo automatico il flusso di lavoro di assemblaggio e movimentazione dei materiali all’interno della workstation, oltre ad interfacciarsi con altre apparecchiature di bioprocessing agili.

BioAssemblyBot

Perché un braccio a sei assi?

Michael : Il primo robot industriale è stato inventato nel 1954.   In 60 anni, il robot a 6 assi ha proliferato gli impianti di produzione in tutto il pianeta, con conseguenti miglioramenti esponenziali nelle attività di assemblaggio e flusso di lavoro.   Oggi, la tecnologia offre un’elevata produttività, una qualità eccezionale, un basso costo e un’estrema precisione che ci consentono ora di realizzare la produzione di tessuti umani abbinati al paziente.   Il flusso di lavoro richiesto per la biostampa 3D e per assemblare tessuti umani complessi sono adatti per un braccio robotico a 6 assi e la workstation BioAssemblyBot.
Cosa intendi con la stampa 3D di contorno?

Michael : La stampa 3D Contour consente una deposizione continua di materiale lungo un percorso nei piani X, Y e Z. La stampa 3D tradizionale è solo nel piano X e Y con movimento Z incrementale.   Poiché il braccio robotico a 6 assi si muove con la libertà di un braccio umano, siamo in grado di stampare direttamente su superfici geometriche complesse.   Queste superfici possono preesistere (ad es. Un oggetto esistente nello spazio di stampa) o il risultato della stampa dal modello 3D.

Contour Printing

Come si monta e stampa?

ghiandaia: Sebbene molti di questi singoli sottoassiemi possano essere stampati, è improbabile che un intero organo, con tutti i suoi diversi componenti, venga stampato in un’unica operazione. Pertanto, nella costruzione di tessuti e organi complessi, prevediamo la fabbricazione di sottoassiemi (ad es. Valvole, vasi, fogli muscolari, ecc. Che costituiscono il cuore) che vengono poi assemblati nel prodotto finale più ampio. Il braccio robotico è progettato per eseguire una varietà di attività di produzione per consentire non solo la fabbricazione, ma anche il montaggio e il bioprocessing. Il nostro BioAssemblyBot esegue questa operazione passando automaticamente le testine degli utensili all’estremità del braccio dalla fabbricazione al pick-n-place, all’imaging / scansione e così via. La gamma di movimento del braccio consente anche l’aggiunta a un costrutto o parte di organo esistenti. In questo modo,
Per chi è questo inteso?

“Michael : la nostra prima suite di prodotti è destinata alla ricerca e alle applicazioni farmaceutiche.  Stiamo iniziando a rilasciare prodotti specificamente mirati per applicazioni cliniche “.

Perché il controllo della temperatura della testa dell’utensile e del movimento è importante?Quali altre testine di strumenti posso aggiungere?

Jay : Molti dei materiali utilizzati nella medicina rigenerativa mostrano comportamenti complessi dipendenti dalla temperatura che possono essere sfruttati in una strategia di fabbricazione del tessuto.

Ad esempio, una preparazione comune di collagene, un materiale nativo presente in quasi tutti i tessuti, richiede che sia mantenuto a basse temperature. Tuttavia, a temperature calde (come la temperatura corporea) il collagene si gelifica, contribuendo a formare la struttura del tessuto. Grazie al nostro strumento di bioprinting a freddo, gli utenti di BioAssemblyBot possono mantenere il collagene per tutta la preparazione e l’intero processo di fabbricazione. La nostra piattaforma di costruzione può essere riscaldata in modo tale che, quando viene stampato il collagene freddo, inizi a gelificare immediatamente quando viene aggiunto alla struttura. Il controllo indipendente della temperatura con i diversi aspetti della piattaforma consente flessibilità e personalizzazione dei protocolli di fabbricazione.
L’adattatore universale all’estremità del braccio robotico di BioAssemblyBot® trasmette energia, pneumatica e dati a qualsiasi testa utensile che possa essere utilizzata. Pertanto, i tipi di teste degli utensili e quindi le funzionalità di produzione sono limitati dall’immaginazione del nostro team di ingegneri e utenti. Vengono implementati tutti gli strumenti, dagli scanner 3D agli strumenti di presa specializzati per le teste di strumenti di miscelazione multi-materiale. Sviluppiamo costantemente nuovi strumenti personalizzati per i nostri clienti in base alle loro applicazioni.
Per quale tipo di applicazione dovrei usare tutti e otto i bioink sul bot più pick and place?

Jay: Il BAB è in grado di lavorare con 8 diverse teste utensili in un’unica operazione di fabbricazione. Questi potrebbero rappresentare 8 diversi bioink o alcuni bioink più un pick-n-place, come suggerito. O l’operazione potrebbe includere lo stesso bioink in strumenti dotati di diversi diametri o forme di ugelli di stampa. Un’applicazione di esempio che coinvolge la testa multi-utensile prevede la costruzione di modelli di tessuto 3D in piastre multi-pozzetto, comunemente utilizzate nei test e negli schermi del throughput. L’ampiezza dell’uso dello strumento dipende dal numero di diversi tipi di celle, materiali e approcci di fabbricazione coinvolti. Ad esempio, in una applicazione che stiamo sviluppando, lo strumento pick-n-place viene utilizzato per spostare le piastre di coltura tissutale (prima e dopo la fabbricazione del tessuto) nell’involucro di lavoro, 3 diverse teste di utensili dotate di ugelli di calibro differenti sono utilizzate per modellare una struttura sacrificale, e un ulteriore strumento di controllo della temperatura viene utilizzato per erogare le celle nella matrice. Questo esempio mette in evidenza la capacità di utilizzo di più strumenti e il controllo del flusso di lavoro di processo della nostra piattaforma nell’automatizzazione della produzione di analisi tissutali con una scala ad alta produttività.
Posso usare altri materiali oltre ai bioink?

Jay : La piattaforma BioAssembly può utilizzare uno spettro di materiali morbidi che variano a temperature operative da 4 ° C fino a 110 ° C. Poiché la maggior parte dei bio-innesti rientrano in questa gamma, la piattaforma è ideale per la produzione biomeccanica. Tuttavia, quasi tutti i materiali morbidi che possono essere estrusi possono essere utilizzati con il sistema, inclusi siliconi, paste ceramiche, colle, vernici, estratti biologici, materiali alimentari, ecc. Accoppiato con i nostri controlli di automazione, la piattaforma promette una grande utilità in una varietà di industrie al di là della fabbricazione di tessuti. In relazione a ciò, e riflettendo la flessibilità della piattaforma, poiché i nostri clienti identificano e sviluppano materiali (bio) di nuova generazione, progettiamo e creiamo nuove tecnologie di testine di stampa per tali materiali.
Il pick and place è destinato alla produzione o potrebbe essere utilizzato per i test meccanizzati?

Michael : Oggi è pensato per spostare un tessuto attraverso il nostro flusso di lavoro di bioprinting di precisione . Attualmente nella nostra pipeline di sviluppo c’è uno strumento di analisi meccanica che cattura le prestazioni meccaniche e l’affidabilità di un tessuto o di un materiale bioprinted. Tali misurazioni sono fondamentali per valutare la rigidità, l’elasticità e la viscosità dei tessuti spesso impiegati in applicazioni portanti come menischi, dischi vertebrali e ossa.
Che tipo di cose hanno fatto le persone con le tue macchine?

Jay : Il nostro laboratorio di innovazioni , i nostri clienti e i nostri partner utilizzano la nostra piattaforma BioAssembly per fabbricare una varietà di strutture, dispositivi e oggetti. Questi includono modelli di tessuto 3D per ricerche e analisi, piattaforme microfluidiche per scoperta e sviluppo di farmaci, patch per tessuti, tubi di guida di piccolo calibro, microambienti di tessuti per lo sviluppo di dispositivi, sistemi implantari, modelli di organi e molto altro.
Perché dovrei lavorare con te?

Michael : La nostra organizzazione si basa sul principio di innovare per conto del cliente per far progredire la scienza, ei nostri prodotti sono progettati in modo da poterli migliorare costantemente – probabilmente provengono dalle nostre radici come società di software. Siamo ossessionati dalla promessa della medicina rigenerativa e stiamo lavorando su partnership chiave per sbloccare la bioprinting a livello terapeutico, non solo per la ricerca. I nostri clienti non solo hanno accesso alla piattaforma di bioprint più avanzata al mondo, ma hanno accesso a un team dedicato di professionisti il ​​cui unico obiettivo è la ricerca, il successo commerciale e clinico dei nostri clienti.

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