3D biospausdinimas yra technologija, kuri naudoja 3D biospausdintuvą, kad sukurtų ląstelių karkasą, o po to ląsteles įsuka į pastolius, kad ląstelės galėtų augti. Biologiniam spausdinimui naudojamas sluoksnio-pa-sluoksnio gamybos metodas, naudojant biorašalus, kad būtų sukurti ląstelių karkasai, imituojantys gyvus audinius ir galintys sukurti tiksliai kontroliuojamas 3D audinių struktūras, kurių sudėtingumas panašus į audinį. Jis puikiai pritaikomas medicinos ir audinių inžinerijos srityse. Šiuo metu biospausdinimas gali būti naudojamas audiniams ir organams spausdinti vaistų tyrimams, taip pat ląstelių karkasams gaminti. Šie karkasai gali būti naudojami atliekant sąnarių kremzlių ar raiščių regeneravimo metodus
1. 3D biospausdinimo samprata
Tobulėjant biologiniam 3D spausdinimui, jo koncepcija taip pat nuolat plečiama ir plečiama. Šiuo metu biologinį 3D spausdinimą galima suskirstyti į dvi sąvokas: plačiąją ir siaurąją. Plačiąja prasme 3D spausdinimas, kuris tiesiogiai tarnauja biomedicinos sričiai, gali būti laikomas bio-3D spausdinimo kategorija, o siaurąja prasme manipuliavimo ląstelių turinčiais biorašalais procesas, siekiant sukurti aktyvias struktūras, paprastai yra vadinamas bio-3D spausdinimu.
※ Plačiąja prasme biologinį 3D spausdinimą galima suskirstyti į 4 lygius:
① Konstrukcijų, netaikant biologinio suderinamumo reikalavimų, gamyba, pavyzdžiui, gaminių, šiuo metu plačiai naudojamų chirurginio kelio planavimui, 3D spausdinimas.
② Neskaidžių produktų, kuriems taikomi biologinio suderinamumo reikalavimai, pvz., titano lydinio jungčių, silikoninių protezų, skirtų korpuso defektams taisyti, gamyba ir kt.
③ Biologinio suderinamumo reikalavimų, skaidomų produktų, tokių kaip aktyvus keraminis kaulas, skaidomų kraujagyslių stentų ir kt., gamyba.
④Siauras biologinis-3D spausdinimas, tai yra manipuliavimas gyvomis ląstelėmis, siekiant sukurti biomimetinius trimačius audinius, pvz., ląstelių modelių spausdinimas vaistų atrankai ir mechanizmų tyrimams, kepenų vienetai, oda, kraujagyslės ir kt. Manipuliavimo procesas ląstelės bio-3D spausdinime taip pat gali būti vadinamos ląstelių spausdinimu (ląstelių spausdinimu)
※ Siaurąja prasme ląstelių spausdinimo ir biologinio 3D spausdinimo sąvokas galima sukeisti. Be to, kartais matosi organų marginimai.
Organų spausdinimo sąvoka, paprastai ši sąvoka taip pat gali būti laikoma pakeičiama su ląstelių spausdinimu ir biologiniu 3D spausdinimu siaurąja prasme
2. Pagrindinė 3D biospausdinimo medžiaga yra biorašalas
3D spausdinimo organizmai daugiausia naudoja biorašalus, kad sukurtų gyvų audinių imitacijas. Bioinkai pirmiausia turi turėti labai gerą biologinį aktyvumą, panašų į ekstraląstelinės matricos aplinką organizme, kuri palengvina tolesnį spausdintų ląstelių vystymąsi ir užmezga ryšį tarp ląstelių.
Šiuo metu yra keturi pagrindiniai biorašalų tipai: jonų-sujungimo, temperatūros-jautrio, jautraus šviesai ir šlyties-skiedimo:
◆ Joninio kryžminio{0}}sujungimo tipas daugiausia užtikrina hidrogelio kietėjimą per joninio kryžminio{1}}sujungimo reakciją, pvz., alginato serijos rašalas, kai natrio jonas natrio alginate pakeičiamas kalciu. jonų, gaunamas kalcio alginato hidrogelis.
◆ Temperatūrai -jautriu rašalu iš esmės pereinama iš solinės būsenos į gelio būseną kaitinant arba aušinant, pvz., želatinos rašalas, spausdinant reikia pašildyti antgalį, kad ištirptų želatina, ir atvėsinti apatinę spausdinimo platformą pasiekti želatinos sustingimą;
◆ Šviesai jautrus rašalas daugiausia naudoja šviesą, kad suaktyvintų rašalo fotoiniciatorių, kad būtų pasiektas rašalo perėjimas iš solinės būsenos į gelio būseną. -GM serija) medžiaga.
◆ Šlyties skiedimo rašalas daugiausia naudoja reiškinį, kad kai kurių medžiagų tariamasis klampumas mažėja didėjant šlyties įtempiui. Pavyzdžiui, solinėje būsenoje biorašui formuoti naudojami karbomeriniai klijai ir GelMA arba kolagenas.
3. 3D biospausdinimo procesas
Pagal skirtingus formavimo principus ir spausdinimo medžiagas, biologinio 3D spausdinimo technologija gali būti suskirstyta į 3DP, SLS, FDM, SLA spausdinimą ir kt.
4. 3D biospausdinimo taikymai
Kadangi 3D biospausdinimas gali ne tik pagaminti konkrečių formų struktūras, bet ir sukurti trimatę -matmenų kultūros aplinką ląstelėms, 3D biospausdinimas gali būti plačiai taikomas audinių ir organų gamyboje. Šiuo metu jis daugiausia naudojamas kremzlėse, odoje, kraujagyslėse, navikų modeliuose ir kituose sudėtinguose organuose. spaudinys.
5. 3D biospausdinimo ateitis
3D biospausdinimas yra nauja technologija, sujungianti biogamybą ir priedų gamybą. Tai daugiadisciplinė pažangiausia{1}}technologija, pvz., mašinos, medžiagos, biologija ir medicina. Tai suteikia naują būdą audinių inžinerijos ir regeneracinės medicinos tyrimams. Šiuo metu Bioprinting padarė didelę pažangą biorašalo paruošimo, spausdinimo proceso tyrimų ir plėtros, spausdinimo įrangos kūrimo ir medicinos taikymo tyrimų srityse, tačiau šiuo metu dauguma šių tyrimų yra skirti gamybos problemų sprendimui. Funkciniai laimėjimai ir pritaikymai.
