低コスト3Dバイオプリンターのレビュー。市場の現状と今後の動向

Review of Low-Cost 3D Bioprinters: State of the Market and Observed Future Trends.

• Anh Tong
• Quang Long Pham
• Paul Abatemarco
• Austin Mathew
• Dhruv Gupta
• Siddharth Iyer
• Roman Voronov

抄録

三次元（3D）バイオプリンティングは、薬物検査や再生医療、食品、歯科・医療用インプラント、バイオセンサーなどの分野で、複雑な細胞培養や組織構築物を正確かつ再現性よくハイスループットで作製するために主流となっている。このような需要の高まりを受けて、近年、多くのハードウェアメーカーが、一般的な規模の研究室が購入しやすい価格帯の低価格バイオプリンターを市場に投入しています。これらの機種は、高度な技術、基盤となる印刷技術の種類、可能な追加機能などが多岐にわたっており、（特に専門家でない顧客にとっては）選択プロセスはかなり困難なものとなっている。しかし、文献に掲載されているレビュー記事のほとんどは、開発中のプリンター技術の技術的な側面に焦点を当てており、すでに市場に出回っているものの違いを説明しているわけではありません。一方、本論文では、急速に発展する低コストのバイオプリンターというニッチ分野のスナップショットと、これらの機械を販売している企業の評判プロファイル（納期、部品の品質、仕様の遵守、保証、メンテナンスなどに関連するもの）を提供しています。具体的には、マイクロエキストルージョン方式、液滴方式/インクジェット方式、光方式/架橋方式の3つの主要技術に対応した機種を取り上げています。また、新進気鋭のマイクロフルイディクスベースのバイオプリンターを含むハイエンドの競合機種の代表例を取り上げ、低価格機種との大きな違いと優位性を紹介しています。最後に、今回の調査で得られた傾向をもとに、ハイエンドの技術がローコストプリンターに受け継がれていくことを予測しました。本論文は、限られた予算の中で、この急速に変化する市場において、十分な情報に基づいて購入を決定するための指針となるものです。

Three-dimensional (3D) bioprinting has become mainstream for precise and repeatable high-throughput fabrication of complex cell cultures and tissue constructs in drug testing and regenerative medicine, food products, dental and medical implants, biosensors, and so forth. Due to this tremendous growth in demand, an overwhelming amount of hardware manufacturers have recently flooded the market with different types of low-cost bioprinter models-a price segment that is most affordable to typical-sized laboratories. These machines range in sophistication, type of the underlying printing technology, and possible add-ons/features, which makes the selection process rather daunting (especially for a nonexpert customer). Yet, the review articles available in the literature mostly focus on the technical aspects of the printer technologies under development, as opposed to explaining the differences in what is already on the market. In contrast, this paper provides a snapshot of the fast-evolving low-cost bioprinter niche, as well as reputation profiles (relevant to delivery time, part quality, adherence to specifications, warranty, maintenance, etc.) of the companies selling these machines. Specifically, models spanning three dominant technologies-microextrusion, droplet-based/inkjet, and light-based/crosslinking-are reviewed. Additionally, representative examples of high-end competitors (including up-and-coming microfluidics-based bioprinters) are discussed to highlight their major differences and advantages relative to the low-cost models. Finally, forecasts are made based on the trends observed during this survey, as to the anticipated trickling down of the high-end technologies to the low-cost printers. Overall, this paper provides insight for guiding buyers on a limited budget toward making informed purchasing decisions in this fast-paced market.