供稿人：張智航、連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期：2023-10-22
生物打印已成為制造有生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的活細(xì)胞支架的一種關(guān)鍵方法。例如，骨骼再生，軟骨、皮膚、肝和神經(jīng)組織，以及用于疾病調(diào)查和藥物篩選的組織建模，均已通過(guò)三維（3D）生物打印實(shí)現(xiàn)。生物打印的一種方法是術(shù)中生物打印（IOB），其中生物墨水在外科手術(shù)過(guò)程中實(shí)時(shí)圖案化在活物體上以進(jìn)行組織修復(fù)。與體外生物打印后植入的組織相比，IOB最大限度地減少了樣品轉(zhuǎn)移或手動(dòng)干預(yù)引起的污染和干擾的風(fēng)險(xiǎn)。因此，IOB是一種新興且有前途的技術(shù)，越來(lái)越多地應(yīng)用于組織修復(fù)，特別是用于骨骼，軟骨和皮膚等皮膚組織的再生。
最近上海交通大學(xué)，哈佛大學(xué)等聯(lián)合研究出了一種由明膠甲基丙烯酰、明膠、甲基丙烯酸化透明質(zhì)酸和皮膚分泌物Andrias davidianus組成的粘性生物墨水[1]。生物墨水表現(xiàn)出良好的內(nèi)聚力，允許在潮濕條件下的擠出生物打印，同時(shí)對(duì)具有不同化學(xué)性質(zhì)的各種表面顯示出良好的附著力，這是通過(guò)生物墨水配方中呈現(xiàn)的各種鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，這種生物墨水能夠使用擠出生物打印制造復(fù)雜的平面和體積結(jié)構(gòu)，其中使用符合人體工程學(xué)的手持式生物打印機(jī)進(jìn)一步提高靈活性，以實(shí)現(xiàn)原位生物打印。體外實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞保持高活力；進(jìn)一步的體內(nèi)研究表明，良好的整合和即時(shí)損傷密封。生物墨水的特性表明其在擠出生物打印中的潛在廣泛用途，并可能將生物打印的應(yīng)用擴(kuò)展到原位敷料和微創(chuàng)組織再生等情況。
圖1 IOB與手持式擠出生物打印機(jī) a） 手持式便攜式生物打印機(jī)的設(shè)計(jì)；b）在25-30°C下培養(yǎng)皿表面上使用手持式生物打印機(jī)進(jìn)行3D生物打印; c）在潮濕條件25-30°C下使用手持式生物打印機(jī)在培養(yǎng)皿表面上使用粘性生物墨水（GGHS）進(jìn)行生物打印的圖案。 d）在25-30°C下離體豬皮膚上的原位生物打印。