Systemic Bio 利用生物3D打印水凝胶和人体细胞加速药物开发

zhiyongz 38分钟前阅读数 #技术

导读：在全球制药行业加速创新的背景下，3D生物打印正逐渐从实验室走向产业化应用，应用领域不仅包括再生医学方面，也涵盖了药物研发。

2025年9月28日，作为3D Systems旗下的子公司，Systemic Bio 正在探索一种全新的路径：通过水凝胶与人体细胞结合，利用高精度3D生物打印技术批量构建功能性血管化组织，并基于这些数据驱动药物研发的效率提升。这一模式不仅有望缩短新药研发周期，更可能改变整个医疗创新生态。

从科研初心到产业化探索

Systemic Bio的核心人物——首席执行官塔西·佩雷拉（Taci Pereira）长期从事于生物工程研究，她在哈佛大学求学期间，接触到组织工程与生物材料领域，深刻认识到其在癌症治疗和药物输送中的潜力。随后，她加入初创公司Allevi，从研发到市场营销几乎承担了所有角色，积累了从实验室研究到产业实践的经验。

△塔西·佩雷拉（右）

Allevi的快速成长及最终被3DSystems收购，为她带来了新的舞台：接触工业级生物打印系统和大规模应用场景。正是在这一阶段，她萌生了创立SystemicBio的想法——如果能将高通量、可重复的生物打印技术与药物研发相结合，或许能突破传统模型的局限，为制药行业提供全新的预测工具。

3D打印如何改变药物开发逻辑

与公众熟悉的“打印器官”愿景不同，Systemic Bio的重点并非直接制造可移植组织，而是利用生物打印构建高质量的人体组织模型，进而为药物研发提供真实、可靠的测试环境。在传统药物研发路径中，研究人员往往依赖动物实验或二维细胞培养来预测药物效果。然而，这些方法与真实人体的差异显著，导致临床试验阶段的高失败率。Systemic Bio则希望通过生物打印的组织模型，将人体相关数据直接纳入计算与分析，从而提高预测的准确性。

公司采用的技术是3D Systems研发的工业级光固化生物打印平台，能够在水凝胶基底中构建精细的血管化结构，并在其上接种不同类型的人体细胞。这种方法既保证了组织模型的复杂性和功能性，又具备规模化生产的可能。目前，Systemic Bio已经能够在受控质量体系下，每月制造数千个一致的组织样本，用于内部研发和制药公司合作项目。

增材制造赋能的独特优势

生物打印在药物研发中的优势主要体现在三个方面：

(1) 几何复杂性：打印出的组织能够模拟自然界中的复杂结构，这是传统模具或培养技术难以实现的。

(2) 高度灵活性：药物研发涉及广泛的作用机制和疾病模型，而基于药物3D打印，研究人员只需更新设计文件即可更换组织类型或结构，而无需改变硬件设备，极大提高了研发效率。

(3) 快速迭代：增材制造天然具备原型验证的速度优势，使得药物筛选与模型优化更加高效。

当然，挑战依然存在。如何确保大规模生产中的一致性和可重复性，是当前亟需攻克的关键问题。SystemicBio正在通过标准化生产流程和严格的质量控制来应对这一难题。

从药物筛选到智能预测

Systemic Bio的目标不仅仅是打印出功能性组织，更重要的是构建一个数据驱动的预测平台。通过对不同组织在药物作用下的反应进行系统化记录，并结合剂量、结构和作用机制等参数，公司正在建立一个庞大的数据集。这些数据将成为人工智能和机器学习模型的训练基础，能够在未来实现对药物安全性和疗效的智能预测。例如，预测某种候选药物是否会对肝脏产生毒性，或是否在特定肿瘤环境中有效。这种模式不仅能大幅度减少临床试验失败的风险，还能帮助企业在早期阶段做出更准确的研发决策。

未来图景：从功能性组织到完整器官

在Systemic Bio的愿景中，生物打印将在两个层面重塑医学：其一，在中短期内，通过批量化生产功能性组织，推动药物研发、疾病模型建立以及个性化治疗；其二，在长期目标上，则是迈向完整器官的生物打印。这一目标曾被认为遥不可及，但如今，随着工业级生物打印、自动化技术以及监管机构对动物试验替代方案的支持逐渐成熟，未来或许不再遥远。

Pereira坦言，十年前业内便有人预测“5到10年内可以打印完整器官”，但现实是，科学发展往往复杂且缓慢。她强调，Systemic Bio采取的策略是既要雄心勃勃，又要务实冷静：不急于追逐终极愿景，而是通过每一个可验证的进展，逐步积累可重复、可信赖的数据。

“生物打印的前景极其广阔，但真正实现突破需要毅力和严格的方法论。”她指出，只有专注于解决正确的问题，才能推动这一领域不断向前。在全球制药产业面对高成本和高失败率困境的当下，Systemic Bio的模式有望成为新的突破口。通过水凝胶与人体细胞结合的生物打印平台，他们正在搭建一个桥梁，将人体真实反应与药物研发直接相连。这不仅能加速新药的诞生，也将推动整个医疗行业向更加精准和高效的方向发展。