近年來,生物三維打印技術在醫學領域取得長足發展,在醫學領域發揮著重要的作用。那么,生物三維打印具體是指什么呢?有哪些技術?本文將具體介紹。

1.生物三維打印
三維打印(Three Dimension
Printing,3DP)技術是基于分層制造原理發展起來的一種快速成型技術,被譽為“第三次工業革命的重要標志之一”。生物三維打印以3D打印技術為基礎,2009年,Mironov首先提出生物制造(biofabrication)概念即生物3D打印的概念,該技術旨在打印材料中直接混合細胞通過3D打印機一起打印。生物3D打印技術的主要目的是指在確保細胞活力和功能的前提下,形成具備生理功能的類細胞外基質的復雜的生物結構。人們也將利用三維打印先進制造技術,以生物活性材料為原料來制造人工組織與器官,并實現多種細胞在體外三共培養的技術稱為三維生物打印技術。
2.生物三維打印技術
(1)噴墨生物打印
噴墨生物打印(Inkjet
bioprinting,IJB)技術是常用的3D組織器官打印技術,在計算機的控制下,利用熱或電的原理形成生物墨滴,從噴墨頭以微升為單位對墨滴進行非接觸式排出,并沉降固定到載物平臺的特定位置。目前,存在熱、壓電、聲和靜電這四種方式用于噴墨打印的方法。
(2)光固化式生物打印
光固化立體印刷技術(Stereolithography
bioprinting,SLB)是出現最早的3D打印技術,其原理是通過設置不同的環境光,如紫光、紅光或其他的可見光照射于光敏材料上,材料被光照射的地方會產生光聚合或光交聯反應,之后該地方會硬質化而形成一個平面模層,在每層硬質化完成后,通過移動液態光敏材料基體,再覆蓋一層新的光敏材料,而后硬質化形成新的平面模層,完成層層固化后,脫離光敏材料液體,最終構建完整的3D形貌。
(3)激光輔助生物打印
激光輔助生物打印(Laser-assisted
bioprinting,LAB)設備主要由脈沖激光源、激光能量吸收層、生物樣品層(靶板)和接受基板組成。靶板通常由經過處理的透明時玻璃載片組成、激光能量吸收層由金材質或鈦材料的金屬組成。主要的工作原理是脈沖激光器通過脈沖電源的作用發生脈沖激光能量打在了能量吸收層,激光能量吸收層吸收激光的大部分熱量,余下熱量穿過吸收層傳遞到生物樣品層,由于熱量的作用使生物墨水中的空氣產生界面變形,發生射流作用并將目標生物墨水打到載物基板上形成生物墨水微滴,無數生物墨水微滴組成目標打印物體。
(4)擠壓式生物打印
傳統的擠壓式生物打印(Extrusion
bioprinting,EB)主要是通過對熱熔型的生物材料進行加熱熔融,隨著材料全部融化后呈絲狀進入熱熔噴頭,噴頭同時也會通過加熱的方式使進入噴頭的材料再次成熔融狀態,隨著生物材料墨水被噴頭擠壓出來,熔融狀的生物材料凝固成形并在指定區域處沉積。
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