什么是生物3D打印



 3D生物打印技术被认为是一个能够推进和加速组织再生医学领域发展的一个手段。一般生物3D打印的成型原理很简单:

类似于FDM原理,但打印材料不是硬质的塑料线材而是一种液体,或者熔化的,或者粘稠的,或者凝胶(融合细胞材料)从材料墨盒流出(挤出),并通过三轴机械系统控制的挤出头被输送出去打印在托盘上,成型物体在通过物理或者化学作用得到固化,从而创造一个三维实体。

简而言之,生物打印机与主流3D打印机的不同之处在于,它不是利用一层一层的塑料,而是利用一层一层的生物材料或者细胞构造块,去制造真正的活体组织。

根据应用领域,大致可分为以下几类(以下罗列均为可打印材料):

骨再生

羟基磷灰石 聚已内酯

磷酸三钙 左旋聚乳酸

聚乳酸-羟基乙酸共聚物

药物控释

聚已内酯

左旋聚乳酸

聚乳酸-羟基乙酸共聚物

软组织,细胞打印和器官打印

琼脂 卵磷脂 藻酸盐 壳聚糖

明胶 透明质酸 纤维蛋白 胶原蛋白

应用及前景

器官移植可以拯救很多人体器官功能衰竭或损坏的患者生命,但这项技术也存在器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。不过,随着生物3D打印机的问世,这些问题的解决有了新的技术手段。

我们今天暂时能够做到的是打印软组织,皮肤。这样的组织可以应用于药物研究,研究人员可以利用它测试新药在早期阶段所存在的问题及对它的疗效进行评估,且这个过程能让我们生产更多的实用性模型,此种方式与2D细胞培养不能够应用于合适的3D环境里形成对比。

采用生物打印后,新药物疗效验证的临床实验速度加快,减少了动物实验失败的次数。在美容领域,所追求的目标是完全消除动物实验,很多公司目前正在致力于发展皮肤组织模型。优秀的科学家们发表了很多成果,这些科学家来自材料科学、神经成像、毒理学等领域。在临床研究方面,病人的 CT 和 MRI 扫描数据被用于生成STL 文件,以打印实体 3D模型,这种模型可以用于内植物的模板。

在未来,生物3D打印的发展方向是从非专用设备、专用设备向高通量集成化专用装备方向发展。材料研究方向从无生物相容性材料、生物相容性材料,可降解生物相容性材料向打印专用生物材料方向发展。

这就是目前阶段,我们平时所说的主流生物3D打印机的原理及应用方向。大家应该很好奇生物3D打印机到底长什么样?和我们平时的3d打印机有啥不一样?不急,我们后续会陆续推出全球各国主流生物3D打印机系列,给大家一一介绍。今天先介绍一台来自瑞典的性价比较高的“桌面级”生物3D打印机——INKREDIBLE+。

INKREDIBLE+生物 3D打印机是一台气动挤出式的生物打印机,配备了两个打印头以及紫外光固化系统,用以打印复杂的人体组织和用于组织工程研究的器官。对于想要进入生物3D打印领域的创新人才来说,这是一款容易使用并且性价比很高的生物打印机,可通过在电脑上使用配套软件来监视它们的工作情况。

以下是INKREDIBLE+生物打印机的一些基本参数:

 

INKREDIBLE+生物打印机的优势

双打印头

双打印头使得您可以用在同一个构件中使用不同种类的细胞,而不需要切换墨盒或暂停打印过程。这使得打印用来防止复杂结构崩塌的支架结构成为可能。

无菌室技术

CELLINK的无菌操作室专利技术使得INKREDIBLE+可以在生物实验室之外运行,从而诞生了真正的桌面级生物3D打印机。通过一个高效空气过滤器来使得舱内的气压大于舱外气压,保证了您的生物打印机内的无菌环境。

UV紫外线交联固化系统

UV紫外线交联固化系统加强了结构从而使其可以在移动过程中不被破坏。INKREDIBLE+这款设备的配置标准是365纳米波长的紫外线LED,同时还拥有405纳米波长这个选项来进一步扩大生物墨水交联固化的范围。

结语

生物打印的人体组织及器官正在改革组织工程领域。将会涉及生命科学、医学、材料等学科。需要系统技术基础、多学科交叉,一起推动这一新技术在医院的研究,转化和推广应用。我们相信通过与全世界的科学家协同合作,生物打印机一定能够为人类更好的服务。

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