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3D 生物打印

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發布時間：2025-07-25 08:49:03 更新時間：2025-08-28 10:14:02

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

3D 生物打印是當前最前沿的科技領域之一，最終目的是在體外構建具有一定功能的組織或者器官，用于構建體外生理病理模型，以及病損組織和器官的恢復與替代。本團隊可以根據需要提供生物墨水、生物打印服務以及基于生物打印技術體外構建生理病理模型服務。

　1.噴墨生物打印

　　噴墨生物打印采用電加熱產生空氣脈沖，或者通過壓電、超聲等方法產生脈沖，然后在噴嘴處形成液滴，該方法優點是速度快、費用低、適用范圍廣泛、細胞和材料濃度可調（濃度梯度），但具有必須采用液體材料、噴嘴阻塞等缺點。目前噴墨生物打印方法一般應用于功能皮膚和軟骨的原位再生，并且保持高細胞活性和功能性。噴墨打印技術對于功能結構再生具有非常大的潛力。

　　2.微擠出生物打印

　　微擠出生物打印是一種簡單通用的方法，通過機械力的擠壓作用，能夠使樣品池中的材料被連續擠出，然后通過在X、Y、Z軸方向的控制，獲得三維空間結構。從材料粘度方面，該方法適用的材料對粘度范圍廣泛（見表1），高粘度材料通常提供結構支撐作用，低粘度材料常被用作為維護細胞活性而提供細胞外環境。從材料特性方面，比較有代表性的材料包括溫敏性材料和剪切稀釋材料。例如有些材料在室溫下呈流動狀態，能夠與其他材料共同擠出，然后在體溫時交聯固化；剪切稀釋材料的粘度隨剪切率增大而減小，這一固有特性恰好滿足擠出工藝。

　　微擠出的最主要優點是能夠沉積高的細胞密度，有利于滿足組織工程需要，缺點是細胞成活率低。微擠出生物打印已經被用來制造多種組織，包括主動脈瓣膜[8]、分支血管樹[9]、體外藥物代謝[10]和腫瘤模型[11]等。雖然打印高分辨復雜結構所用時間較長，但是目前該打印策略已經能夠打印的產品比較廣泛。

　　3.激光輔助生物打印

　　激光輔助生物打印的原理可以簡單概括為，激光脈沖作用于能量吸收層上，然后產生高壓氣泡，推動含有細胞的打印材料到承接基體上，構建三維結構。優點為高分辨率、能夠沉積、高細胞密度。由于該方法要求快速交聯、花費高，目前應用較少。