首页 > 文献资料
-
基于同轴流技术的肝组织生物3D打印研究
生物三维打印为医疗领域提供全新的技术可能,可广泛应用于制造人工组织和器官.人工组织的功能和尺寸大小受限于组织的血管化,可利用同轴流挤出系统制造封装肝细胞的中空细丝,结合生物3D打印系统,叠层制造含微通道网络的肝组织.首先搭建集成化的同轴流生物3D打印系统,研究材料挤出速率、材料浓度等参数对中空细丝尺寸及出丝速度的影响;然后以肝细胞株C3A为材料,打印含多层管网机构的仿生肝组织;后,对含微通道的肝组织进行分组培养,利用细胞活死染色法检测第24、48、72 h肝细胞在灌流组和非灌流组中的细胞存活率.实验表明,同轴流3D打印的组织,中空细丝之间有效融合,支架内部的立体微通道网络完整;打印过程对肝细胞损伤较小,中空细丝中的肝细胞存活率达90％以上;灌流组和非灌流组在培养72 h后,细胞存活率有显著的差异,证明对微通道灌流可以促进组织内部的物质交换,提高微通道周围肝细胞的存活率.研究提出打印方法和灌流系统,为人工组织的血管化以及培养方式提供全新的思路.
-
基于3D打印的Ⅰ型胶原涂覆β-TCP骨组织工程支架研究
根据骨缺损形态构建个性化的组织工程支架在骨组织工程应用中有巨大需求.基于3D打印技术制备个性化的Ⅰ型胶原涂覆的β-磷酸三钙(β-TCP)骨支架.通过比较0/90°、0/60°、0/45°的填充角度,0.10、0.25、0.50 mg/mL涂覆胶原的浓度对β-TCP支架孔径、孔隙率、力学性能的影响,选定优填充角度为0/90°及佳涂覆胶原的浓度为0.50 mg/mL的β-TCP/胶原支架.所得支架能准确地再现设计的三维模型,具有多级孔结构,大孔平均直径为315 μm,微孔直径为3～5 μm,孔隙率为84％.β-TCP/胶原支架的抗压能力为(12.29±0.88) MPa,压缩弹性模量为(116.74±27.75) MPa,与成人松质骨相似.体外大鼠骨髓间充质干细胞(mBMSCs)支架培养实验结果显示,涂覆胶原的支架具有更好的生物相容性,能有效促进mBMSCs的粘附增殖,β-TCP/胶原支架上细胞具有更高的碱性磷酸酶(ALP)活性和Collagen-Ⅰ、BSP相关成骨基因的表达.研究结果显示,3D打印制备的Ⅰ型胶原涂覆的β-TCP支架具有匹配的外形,良好可控的孔隙率,对mBMSCs有良好成骨活性,为骨组织支架在临床上应用提供新的技术.
-
生物三维打印细胞负载水凝胶类组织的精准优化
生物三维打印技术与水凝胶的完美结合,可为制造复杂结构功能的组织器官提供一种极具吸引力的解决方案.定制打印细胞负载水凝胶类组织的内部结构,可以更好地仿生真实组织器官的三维微环境,对打印后细胞生长、组织形成和功能再生至关重要.但水凝胶理化特性多变,精准打印与设计结构匹配的多孔结构仍然极具挑战.提出基于光学相干层析成像技术(OCT)的生物三维打印细胞负载水凝胶类组织的精准优化方法,通过自制的三维扫频OCT系统无损在线成像打印组织块和定量评价结构参数,迭代降低设计与打印间的结构差异,提高细胞负载水凝胶打印的精准性和稳定性.实验结果表明,基于OCT无损定量表征结果反馈优化打印参数设置,指导打印过程,使得细胞负载水凝胶类组织的结构形态参数与设计值的偏差从40％左右控制到7％以内,包括内部孔隙尺寸、支撑尺寸、孔隙率、表面积、体积五项关键参数;细胞培养两周后的存活率从80％左右显著提高到90％以上.研究表明OCT技术为批量定制细胞负载水凝胶类组织、生物三维打印组织和器官等提供了具有潜力的精准化工具.
-
生物三维打印技术在肝组织工程的应用与展望
生物三维打印(TDP)技术是组织工程重要的新兴技术;不同于传统的组织工程技术,生物TDP技术具备在微观及宏观多尺度构建组织的能力,是连接不同尺度组织工程的桥梁.本综述总结分析生物TDP技术在肝组织工程各尺度的新进展,为生物TDP技术在肝组织工程的应用提供参考.
-
生物细胞三维打印技术与材料研究进展
生物细胞三维(3D)打印是一种新型的制造技术,通过该技术可以将细胞以及细胞支撑材料打印成复杂的具有3D结构与功能的组织.与其他3D打印技术相比,生物细胞3D打印需要对打印过程以及打印材料的生物环境进行研究.针对生物细胞3D打印的特点,本文主要讨论了生物细胞3D打印技术的发展现状,重点从打印技术与打印材料两个方面展开介绍.其中,针对现有打印技术,本文重点介绍了喷墨法、挤出沉积法、光固化成型法以及激光辅助法的精度、制备过程、材料要求以及对细胞状态影响,并在此基础上比较了各自的优势和局限性;针对常用的打印材料,本文重点介绍并对比了其交联方式、生物相容性以及应用场合等.生物细胞3D打印技术目前仍主要在实验室发展阶段,对现阶段生物3D打印技术原理与发展进行回顾总结不仅有助于思考如何将这一技术尽快投入实用,也有助于更好地规划生物3D打印的未来发展方向.
