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生物医学新革命:来自桦木的GrowDex水凝胶

生物医学新革命:来自桦木的GrowDex水凝胶

在人们谈到木浆的终端用途时,通常不会想到3D细胞培养。然而,UPM在过去十年中成功开发出了GrowDex,一种从桦木中提取的不含动物成分的水凝胶。桦木首先与纸浆纤维一起被加工成木浆,然后木浆被用于制造纳米纤维素(NFC)水凝胶。

 

 

自千禧年开始以来,纳米技术和其所带来的益处引起了广泛关注。如今,这项技术已经培育出了人造肉、3D打印器官和无需动物测试的化妆品。虽然UPM很早就开始了纳米纤维素及其应用的研发,但直到很长时间之后,纳米纤维素的真正潜力才显现出来。

创新性新材料


根据欧盟的指示,在新药开发以及化妆品测试中,应尽最大可能停止使用动物产品。UPM战略和新业务开发部副总裁 Pekka Hurskainen 表示,“我们相信这种由木质材料制成的水凝胶是有市场需求的。“我们竞争对手的产品,一般都经由人工合成或基于动物而研发,但我们的产品与众不同”  。Hurskainen 解释说 “我们的木材来自可持续和尽责管理的森林,这也是我们客户喜欢我们的一个原因,我们的原材料还获得了FSC®和PEFCTM认证。”

创新历程

2008年:UPM与其他伙伴VTT、阿尔托大学(Aalto University)一起在芬兰奥塔涅米(Otaniemi)建立芬兰纳    米纤维素研究中心。同年,UPM与赫尔辛基大学合作进行第一次细胞培养试验- 作为GrowDex生物医学应用的开端。

2012年:第一篇与GrowDex相关的科学文章发布,相关研究同步进行中。

2014年:GrowDex水凝胶产品问世。

3D细胞培养案例

细胞培养指的是细胞在自然生长环境之外以及在受控的实验室条件下生长的过程,过程中使用了2D和3D技术。“3D越来越受欢迎,因为相较于2D培养,它更能模拟细胞的自然环境。而且人们普遍认为,3D培养更具生物学意义。

这是一种新型的细胞培养方法。” Hurskainen 解释道:“我们对商业案例和不同应用的市场潜力进行了评估,发现3D细胞培养最有前途。”这是UPM决定专注于GrowDex在生物医药市场应用的关键。

Hurskainen 补充:“细胞培养市场是一个价值约120亿欧元的巨大市场,并且仍在快速增长。同时,3D细胞培养领域目前价值300万欧元,保持着在20-30%之间的稳步增长。”

生物医学的应用

GrowDex水凝胶具有生物兼容性,为支持细胞生长和进行细胞研究提供了理想的环境。细胞、球状体(小肿瘤)和活检样本都可以在GrowDex中培养并用于研究,例如新药开发的药物反应或癌症治疗的个体化药物。

水凝胶还可以用于3D打印,通过与细胞结合提供一种创建组织或结构。使用人类细胞创建皮肤模型用于测试药物、化学物质或化妆品的方法,可以代替动物实验,并能够提供更具应用性的数据。此外,将GrowDex和细胞结合成支架,将来可运用在组织工程中,制造用于组织修复和再生的人体植入物。

3D是未来趋势

3D细胞培养具有广泛的应用,包括在兽医学领域中。UPM看准了水凝胶在医学创新方面的巨大潜力,目前正专注于人类应用上的研究。

“制药公司、生物技术公司、研究机构和医院都有使用细胞培养。它主要被用于细胞研究、不同疾病模型的开发、安全测试、药物研发、再生医学和组织工程。” Hurskainen 说。“在现有的应用领域中,最主要的是癌症研究、药物筛选、干细胞与再生医学,”他补充道,“从长远来看,自然临床应用如伤口愈合、植入物、诊断等都是水凝胶的潜在应用领域。”

 

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文字编辑: Saana Kallioinen