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3D 生物打印

时间:2022-04-22 13:53:11 文章来源:中化所 TAG: 点击::

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3D 生物打印是当前最前沿的科技领域之一,最终目的是在体外构建具有一定功能的组织或者器官,用于构建体外生理病理模型,以及病损组织和器官的恢复与替代。本团队可以根据需要提供生物墨水、生物打印服务以及基于生物打印技术体外构建生理病理模型服务。

 

 1.喷墨生物打印

 

  喷墨生物打印采用电加热产生空气脉冲,或者通过压电、超声等方法产生脉冲,然后在喷嘴处形成液滴,该方法优点是速度快、费用低、适用范围广泛、细胞和材料浓度可调(浓度梯度),但具有必须采用液体材料、喷嘴阻塞等缺点。目前喷墨生物打印方法一般应用于功能皮肤和软骨的原位再生,并且保持高细胞活性和功能性。喷墨打印技术对于功能结构再生具有非常大的潜力。

 

  2.微挤出生物打印

 

  微挤出生物打印是一种简单通用的方法,通过机械力的挤压作用,能够使样品池中的材料被连续挤出,然后通过在X、Y、Z轴方向的控制,获得三维空间结构。从材料粘度方面,该方法适用的材料对粘度范围广泛(见表1),高粘度材料通常提供结构支撑作用,低粘度材料常被用作为维护细胞活性而提供细胞外环境。从材料特性方面,比较有代表性的材料包括温敏性材料和剪切稀释材料。例如有些材料在室温下呈流动状态,能够与其他材料共同挤出,然后在体温时 交联固化;剪切稀释材料的粘度随剪切率增大而减小,这一固有特性恰好满足挤出工艺。

 

  微挤出的最主要优点是能够沉积高的细胞密度,有利于满足组织工程需要,缺点是细胞成活率低。微挤出生物打印已经被用来制造多种组织,包括主动脉瓣膜[8]、分支血管树[9]、体外药物代谢[10]和肿瘤模型[11]等。虽然打印高分辨复杂结构所用时间较长,但是目前该打印策略已经能够打印的产品比较广泛。

 

  3.激光辅助生物打印

 

  激光辅助生物打印的原理可以简单概括为,激光脉冲作用于能量吸收层上,然后产生高压气泡,推动含有细胞的打印材料到承接基体上,构建三维结构。优点为高分辨率、能够沉积、高细胞密度。由于该方法要求快速交联、花费高,目前应用较少。

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