大型纸管

  生物打印是对活细胞和安排的打印，患者可运用自己的细胞培养出器官，这项大有出路的技能未来可处理器官捐献缺少的问题。但是，打印活安排和细胞是极端杂乱的，需求战胜许多妨碍。

  近期宣布在《先进资料技能》上的3篇论文介绍了荷兰乌得勒支大学医学中心有关生物打印活安排的3项立异，这些立异将使生物打印更具临床意义。

  体积生物打印可在短短几秒钟内打印出几立方厘米的物体，这为打印细胞供给了许多或许性。但是，遭到载有细胞的水凝胶的特性约束，当打印完结时，细胞或许不会被精确地放置在需求的当地，也不或许经过改动凝胶来协助细胞发育、成长或特化。

  为了可以在打印进程后对打印品进行化学改性，研讨人员研讨了凝胶的孔隙率，以及与凝胶中其他分子结合的化合物。

  首要，他们用体积打印机打印根据明胶的结构，然后将生物分子和光引发剂注入这些结构，可在明胶结构中发明杂乱的3D模型。这种办法第一次能让科学家3D操控想要捕获的生物分子的方位。

  有了这项立异，成长因子或生物活性蛋白质能以任何想要的3D形状引进体积打印中。例如，科学家可以在3D打印目标内创立一条“招引”新血管的轨道，将引导血管方向和构成的信号分子放置在该轨道上。然后，这些信号就可以正确招引细胞，或许协助干细胞发挥其再生潜力。

  与快速体积生物打印技能相结合，科学家有望创立可以辅导细胞行为和发育的生物软化支架。这意味着，未来能运用3D生物打印近距离模仿天然安排和器官的杂乱生化环境。

  3D打印成功制作出安排的一起，其间的细胞也需求得到呵护。假如它们要构成一个功用安排，就需求可以成长、移动和彼此沟通。

  为了完结这一点，用于生物打印的资料有必要供给一个答应细胞自安排和沟通的环境，例如运用软水凝胶，但保证这些资料的高分辨率打印和形状保真度仍然是一个瓶颈，尤其是在运用传统3D打印技能时。

  研讨团队运用颗粒树脂来战胜应战。每个微粒子具有与其散装水凝胶对应物适当的特性，且包装好的微凝胶粒子可以按需规划和定制。因而，运用颗粒生物资料能应对打印进程中与块状细胞封装和资料可加工性相关的缺陷。

  这种颗粒状树脂答应研讨人员将揉捏打印和体积打印结合在一起。运用揉捏打印，某些细胞或其他化学物质可以专门沉积在树脂中。这种办法优化了体积打印速度和揉捏打印精度之间的平衡。凝胶在打印喷嘴周围移动，就像手指搅动奶油，奶油也在手指周围移动相同，细胞可快速放置在多层中，而不用忧虑结构的强度。然后，体积打印可以经过创立和细化揉捏单元周围的形状来完结这一进程。

  细胞试验证明，在运用颗粒状树脂打印后，细胞具有更多的生物活性，远远超越固体凝胶。在打印到树脂中的8天内，干细胞可以更好地扩展，上皮细胞、神经元样细胞彼此之间建立了更多衔接。

  未来，这些东西将协助增强安排功用，为安排工程、再生医学和新式的工程生物资料范畴拓荒更多时机。

  体积生物打印答应细胞在打印进程中存活下来，但是，其终究打印的结构有缺陷，例如打印的血管不能很好地接受高压并曲折。为此，研讨人员企图将体积生物打印和熔融电写结合。

  熔融电写是一种高精度的3D打印，它的作业原理是引导可生物降解的熔融塑料的细丝来作业。它可以制作机械强度高、可以接受外力的支架，但缺陷是它们不能直接用电池打印，由于触及的温度很高，此次处理方法是运用体积生物打印将载细胞凝胶固化到支架上。

  研讨人员先运用熔融电写创立管状支架，然后将其浸入带有光活性凝胶的小瓶中，并放置在体积生物打印机中。原则上，打印机的激光可以针对性地固化支架内、支架上及其周围的凝胶。

  测验发现，不同厚度的支架产生了巩固的管子。经过运用两种不同符号的干细胞，研讨小组可以打印出带有两层干细胞的原理验证血管，并栽培上皮细胞，掩盖血管的管腔。

  这种规划还答应研讨人员在打印品的旁边面留出孔，然后有或许操控血管的渗透性，使血液发挥其功用。最终，研讨人员还发明了更杂乱的结构，如分叉血管，乃至具有保持单向活动功用的静脉瓣膜血管。

  研讨人员表明，这些立异为推动生物打印供给了愈加灵敏的挑选，未来他们会将这些技能结合起来并加以扩展。

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