基于微流控的多材料立體光固化生物打印技術
時間：2019-11-18 16:49 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：次
在人體組織中，肝臟、視網膜、靜脈、動脈等器官都存在具有分層特征的多尺度結構，為了更好的模擬這種仿生結構，國內外學者提出了冷凍干燥、鹽浸等不同的制造方法，但是這些方法不能實現不同區域的可控制造。因此，光刻和激光燒結被進一步提出用來可控制造高精度幾何形狀，但是激光燒結技術在制造速度和材料組成方面在制造中受到限制。
近日，來自加州大學洛杉磯分校、布萊根婦女醫院、哈佛醫學院、圣地亞哥德孔波斯特拉大學等多所研究機構的學者共同提出了一種新的可用于制造復雜人體組織的生物3D打印技術——基于微流控的多材料立體光固化生物打印技術。該技術通過數字微鏡設備的動態圖案、移動平臺和包含四個開/關氣動閥的微流體設備來同步創建3D結構（圖1）。該新型微流控設備能夠在不同含有細胞的水凝膠生物墨水之間快速切換，從而實現逐層多材料生物打印。并且與傳統的基于立體光刻的生物打印機相比，該系統在高空間分辨率下具有多材料制造能力的獨特優勢。
近日，來自加州大學洛杉磯分校、布萊根婦女醫院、哈佛醫學院、圣地亞哥德孔波斯特拉大學等多所研究機構的學者共同提出了一種新的可用于制造復雜人體組織的生物3D打印技術——基于微流控的多材料立體光固化生物打印技術。該技術通過數字微鏡設備的動態圖案、移動平臺和包含四個開/關氣動閥的微流體設備來同步創建3D結構（圖1）。該新型微流控設備能夠在不同含有細胞的水凝膠生物墨水之間快速切換，從而實現逐層多材料生物打印。并且與傳統的基于立體光刻的生物打印機相比，該系統在高空間分辨率下具有多材料制造能力的獨特優勢。
圖1（a）基于微流控的多材料生物3D設備的平面示意圖，包括紫外線燈、光學透鏡和物鏡、DMD芯片和微流體設備 （b）整個光學平臺的示意圖 （c）用于創建單材料打印輸出的開放腔室微流控設備的示意圖
在證明了該生物3D打印設備具有二維和三維結構方面的制造能力后，研究人員進一步設計和生物打印了一組復雜的生物組織的結構，如腫瘤血管生成、肌肉條和肌肉-骨骼連接（圖2）來驗證該系統制造人體組織復雜結構的能力及其生物相容性。在大鼠模型中，進一步評估了PEGDA框架和三種不同濃度的GelMA的模式，其中所述GelMA裝有血管內皮生長因子，具有潛在的新血管形成潛力。該團隊提出的基于微流控的多材料立體光固化生物打印技術可以加工生物打印高保真復合材料微觀結構，為組織工程，再生醫學和生物傳感提供了更為強大的技術支持。
圖2（a）腫瘤血管生成模型 （b）骨骼肌模型 （c）肌腱-骨的嵌入模型
(責任編輯：admin)
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