歸根結(jié)底，3D生物打印機(jī)確實(shí)是一種強(qiáng)大的設(shè)計(jì)工具，使科學(xué)家能夠?qū)⑸飳W(xué)與3D幾何學(xué)相結(jié)合。

有幾種不同的生物打印方法可用于將生物材料與細(xì)胞圖案化，以創(chuàng)建 3D 組織模型。方法包括 2D 和 3D、噴墨、激光或基于擠出的生物打印。生物打印機(jī)是基于 3D 擠出的打印機(jī)，它使用壓縮空氣從注射器中逐層沉積生物墨水。但即使在這一類別中，也有許多不同的生物打印技術(shù)和方法。在這里，我們展示了的組織結(jié)構(gòu)，可以幫助您創(chuàng)建復(fù)雜且與生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)。

犧牲生物打印

原則上，犧牲生物打印是一種將臨時(shí)支持材料與目標(biāo)載細(xì)胞生物材料一起沉積的方法。打印完成后，目標(biāo)生物墨水被交聯(lián)，使其結(jié)構(gòu)更合理，并去除犧牲材料。這樣，您就可以在打印過(guò)程中支持復(fù)雜的 3D 幾何形狀，甚至可以在結(jié)構(gòu)內(nèi)部創(chuàng)建負(fù)空間。

用作祭祀支撐的常見(jiàn)材料之一是 Pluronic 127。這種合成共聚物在室溫下形成凝膠。然而，當(dāng)冷卻到4°C時(shí)，它會(huì)液化并被沖走。另一種選擇是碳水化合物玻璃，它是一種特殊材料，可在 120°C 下打印并與異丙醇溶解。通過(guò)在設(shè)計(jì)中應(yīng)用犧牲性生物打印，您可以創(chuàng)建類似脈管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、可灌注系統(tǒng)，甚至是用于芯片實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的原型芯片。這是光刻等更復(fù)雜方法的快速有效替代方案。

直接鑄造

犧牲生物打印也可以與這里描述的另一種技術(shù)相結(jié)合——直接鑄造。您可以使用 Pluronic 或 Carbohydrate Glass 來(lái)創(chuàng)建模具，而不是 3D 打印終結(jié)構(gòu)本身，這些模具將用作鑄造另一種材料的模板。鑄造本身也可以使用您的Allevi生物打印機(jī)進(jìn)行。您的生物打印機(jī)無(wú)需手動(dòng)移液目標(biāo)生物墨水，而是可以快速、地沉積在模具內(nèi)。一旦生物材料固化，您就可以安全地去除支撐材料。這可以使整個(gè)鑄造過(guò)程更加自動(dòng)化，從而節(jié)省您在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間。

凝膠支撐

懸浮水凝膠的自由形式可逆包埋 （FRESH） 是一種強(qiáng)大的技術(shù)，用于 3D 生物打印具有復(fù)雜幾何形狀的軟組織。如果您的墨水粘度低或交聯(lián)緩慢，F(xiàn)RESH是一個(gè)的解決方案。這種方法使用由明膠微粒組成的支撐浴，其表現(xiàn)為固體狀液體。這意味著，當(dāng)針頭浸入這種混合物中時(shí)，它可以自由地穿過(guò)顆粒，然而，當(dāng)生物墨水被擠出到支撐浴中時(shí)，浴液將生物墨水固定在一起，提供一些額外的穩(wěn)定性。

這將使您可以打印更復(fù)雜的形狀，包括空心 3D 模型、懸垂和橋梁，而使用標(biāo)準(zhǔn)擠出方法無(wú)法做到這一點(diǎn)。通過(guò)在支撐槽中加入交聯(lián)劑，您還可以誘導(dǎo)生物墨水結(jié)構(gòu)的聚合。當(dāng)您的結(jié)構(gòu)完成后，您將明膠加熱到 37°C，這只會(huì)溶解明膠——只留下您的結(jié)構(gòu)完好無(wú)損。FRESH也是一種對(duì)細(xì)胞友好的技術(shù)，因此您不必?fù)?dān)心細(xì)胞活力的任何降低。

多材料生物打印

有時(shí)一種材料是不夠的。為了復(fù)制天然組織的復(fù)雜性，有時(shí)需要更多的細(xì)胞類型或生物墨水。這時(shí)，多臺(tái)擠出機(jī)就派上用場(chǎng)了。生物打印機(jī)具有多個(gè)打印頭，可在一次會(huì)話中打印多種材料。軟件允許您單獨(dú)控制打印參數(shù)，彼此獨(dú)立。您將能夠組合軟質(zhì)和硬質(zhì)材料、不同的壓力或打印速度。自動(dòng)校準(zhǔn)功能有助于實(shí)現(xiàn)在同一型號(hào)中打印的多種材料的正確配置。這開(kāi)啟了無(wú)數(shù)的可能性——從打印熱塑性支撐物或外殼、在同一結(jié)構(gòu)中組合多個(gè)細(xì)胞區(qū)室、創(chuàng)建細(xì)胞或生物分子的梯度，到將導(dǎo)電材料整合到您的下一個(gè)高級(jí)組織模型中。

同軸的

利用  生物打印機(jī)上有多臺(tái)擠出機(jī)的另一種方法是使用同軸套件。這使您能夠利用流體層流的力量。使用專門(mén)設(shè)計(jì)的噴嘴，您可以通過(guò)同一根針擠出兩種或三種材料。這樣，您可以在材料的擠壓線中形成不同的圖案。例如，一種材料可以形成殼流，而另一種材料將形成型芯。由于這種生物打印技術(shù)，可以打印由兩種或多種材料組成的鏈，或者擠出與其交聯(lián)劑同時(shí)的低粘度材料，例如海藻酸鈉和氯化鈣。更重要的是，您可以使用上面討論的犧牲材料技術(shù)，將犧牲墨水為股線的核心。該核心一旦被移除，就會(huì)形成一個(gè)負(fù)空間，例如可灌注通道。

以下產(chǎn)品供您參考：