Bioprinting 3D ialah teknologi yang menggunakan bioprinter 3D untuk mencipta perancah sel, dan kemudian benih sel ke dalam perancah untuk membolehkan sel berkembang. Bioprinting menggunakan kaedah pembuatan lapisan demi lapisan, menggunakan bioink, untuk mencipta perancah sel yang meniru tisu hidup dan boleh menjana struktur tisu 3D yang dikawal dengan tepat dengan kerumitan seperti tisu. Ia mempunyai aplikasi hebat dalam bidang perubatan dan kejuruteraan tisu. Bioprinting pada masa ini boleh digunakan untuk mencetak tisu dan organ untuk ujian dadah, serta untuk membuat perancah sel. Perancah ini boleh digunakan dalam teknik regenerasi rawan artikular atau ligamen
1. Konsep 3D bioprinting
Dengan perkembangan percetakan 3D biologi, konsepnya juga terus diperluaskan dan diperluaskan. Pada masa ini, percetakan 3D biologi boleh dibahagikan kepada dua konsep: luas dan sempit. Dalam erti kata yang luas, percetakan 3D yang berkhidmat secara langsung dalam bidang bioperubatan boleh dianggap sebagai kategori pencetakan bio-3D, manakala dalam erti kata yang sempit, proses memanipulasi bioink yang mengandungi sel untuk membina struktur aktif biasanya dipanggil pencetakan bio-3D.
※ Dalam erti kata yang luas, percetakan 3D biologi boleh dibahagikan secara kasar kepada 4 peringkat:
① Pembuatan struktur tanpa keperluan biokompatibiliti, seperti pencetakan 3D produk yang kini digunakan secara meluas dalam perancangan laluan pembedahan.
② Pembuatan produk tidak terurai dengan keperluan biokompatibiliti, seperti sambungan aloi titanium, prostesis silikon untuk badan pembaikan kecacatan, dsb.
③ Pembuatan keperluan biokompatibiliti, produk yang boleh terurai, seperti tulang seramik aktif, stent saluran darah yang boleh terurai, dsb.
④Pencetakan bio-3D yang sempit, iaitu, memanipulasi sel hidup untuk membina tisu tiga dimensi biomimetik, seperti mencetak model sel untuk pemeriksaan dadah dan penyelidikan mekanisme, unit hati, kulit, saluran darah, dll. Proses memanipulasi sel dalam pencetakan bio-3D juga boleh dipanggil pencetakan sel ( pencetakan sel)
※ Dalam erti kata yang sempit, konsep pencetakan sel dan pencetakan bio-3D boleh ditukar ganti. Di samping itu, percetakan organ kadang-kadang dilihat.
Konsep pencetakan organ, biasanya konsep ini juga boleh dianggap boleh ditukar ganti dengan pencetakan sel dan pencetakan 3D biologi dalam erti kata yang sempit
2. Bahan teras 3D Bioprinting ialah bioink
Organisma pencetakan 3D terutamanya menggunakan bioink untuk mencipta tisu hidup tiruan. Bioinks mesti terlebih dahulu mempunyai aktiviti biologi yang sangat baik, serupa dengan persekitaran matriks ekstraselular dalam badan, yang memudahkan perkembangan selanjutnya sel bercetak dan mewujudkan komunikasi antara sel.
Pada masa ini, terdapat empat jenis bioink utama: penghubung silang ion, sensitif suhu, fotosensitif dan penipisan ricih:
◆ Jenis pautan silang ionik terutamanya merealisasikan pengawetan hidrogel melalui tindak balas pautan silang ionik, seperti dakwat siri alginat, apabila ion natrium dalam natrium alginat digantikan dengan ion kalsium, hidrogel kalsium alginat diperolehi .
◆ Dakwat sensitif suhu terutamanya menyedari peralihan dari keadaan sol ke keadaan gel dengan pemanasan atau penyejukan, seperti dakwat gelatin, apabila mencetak, perlu memanaskan muncung untuk mencairkan gelatin, dan menyejukkan platform percetakan bawah untuk mencapai tetapan gelatin ;
◆ Dakwat fotosensitif terutamanya menggunakan cahaya untuk mengaktifkan fotoinisiator dalam dakwat untuk merealisasikan peralihan dakwat daripada keadaan sol kepada keadaan gel. -bahan siri GM).
◆ Dakwat penipisan ricih terutamanya menggunakan fenomena bahawa kelikatan ketara sesetengah bahan berkurangan dengan peningkatan tegasan ricih. Dalam keadaan sol, contohnya, gam karbomer ditambah GelMA atau kolagen digunakan untuk membentuk bioink.
3. Proses Bioprinting 3D
Mengikut prinsip pembentukan dan bahan percetakan yang berbeza, teknologi percetakan 3D biologi boleh dibahagikan kepada percetakan 3DP, SLS, FDM, SLA, dll.
4. Aplikasi Pencetakan Bio 3D
Oleh kerana pencetakan bio 3D bukan sahaja boleh menghasilkan struktur bentuk tertentu, tetapi juga menyediakan persekitaran kultur tiga dimensi untuk sel, pencetakan bio 3D mempunyai pelbagai aplikasi dalam pembuatan tisu dan organ. Pada masa ini, ia digunakan terutamanya dalam rawan, kulit, saluran darah, model tumor dan organ kompleks lain. cetakan.
5. Masa depan bioprinting 3D
Pencetakan bio 3D ialah teknologi baharu yang menggabungkan pembuatan bio dan pembuatan bahan tambahan. Ia adalah teknologi canggih pelbagai disiplin seperti mesin, bahan, biologi dan perubatan. Ia menyediakan cara baharu untuk penyelidikan dalam bidang kejuruteraan tisu dan perubatan regeneratif. Pada masa ini Bioprinting telah membuat banyak kemajuan dalam penyediaan bioink, penyelidikan dan pembangunan proses pencetakan, pembangunan peralatan percetakan dan penyelidikan aplikasi perubatan, tetapi pada masa ini, kebanyakan penyelidikan ini menumpukan pada penyelesaian masalah pembuatan. Penemuan dan aplikasi fungsional.
