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3D打印技术已经应用到了生物和医学领域

来源:深圳市吉之祥科技   发布时间:2018-10-29   点击量:529

生物3D打印技术已经从传统仅注重结构和形状的加工,拓展到生物领域,并把3D打印技术应用于再生医学、病理学、药理学和药物检测模型,甚至是生物细胞和微流体装置的细胞、组织、器官等高级生物和医疗器械产品都用到了3D打印技术。

3D打印手板

早在在2018中国增材加工交流大会上,北京大学生物加工中心主任李斌对《中国科学报》记者表示,细胞打印最重视三个问题:第一可不可以打印;第二打印后可不可以成型,不能形成孔结构就没有办法把营养液放进去,打印结构内部细胞就会死;第三把细胞活着打印出来之后,细胞可不可以具有功能。
“生物3D打印的关键就是要注意选择什么样的喷头、材料、黏稠度,才能使得这个细胞打出来后,至少保证90%以上的成活率。”李斌说,他们课题组就利用明胶和海藻酸钠组合成“生物墨水”进行打印,这种“生物墨水”具有可以随温度而变化的趋势,能够通过调控温度使得“生物墨水”在打印时延迟性最小。
事实上,北京大学从上世纪90年代末就开始从事生物3D打印的研究,北京大学生物加工中心教授王波还将生物3D打印应用在了神经科学领域。在生物3D打印神经鞘管方面,他们团队利用加工学的优势,通过打印微孔多通道结构的神经导管,在早期进行神经生长因子灌注。植入3个月后发现,与未灌注神经生长因子的神经导管相比,灌注有神经生长因子的神经导管具有更好的促进组织再生的能力。
为了让生物3D打印的成果更加仿生,王波团队还采用了“同轴打印+纳米膜加工神经纤维束”的方法,把神经干细胞做成像线一样的细胞线,线的中心是神经干细胞,周围包裹着的则是神经的支撑细胞,这些细胞不断地产生着营养因子。
“同轴打印的方式,即在中心打印神经干细胞,在周边打印支撑细胞,最终以条索状的形式打印出来,然后将条索包裹起来。”王波表示,通过实验发现,这种状态下纤维束细胞的存活率相当高,而且也在一定程度上释放出了神经生长因子。
在李俊祥看来,生物3D打印的发展就是要解决“形似而神不似”的问题,实现生物3D打印的功能化突破和应用。打印结构后续的功能化是评价打印性能的金标准,也是生物3D打印的最终目的。
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