一 擠出式3D生物打印技術(shù)應(yīng)用案例

1 角膜模型應(yīng)用案例
研究背景和重要性：角膜是眼睛的最外層，負(fù)責(zé)控制光線進(jìn)入眼睛的傳輸，對(duì)視覺起著至關(guān)重要的作用。然而，由于角膜受損或疾病導(dǎo)致的視力問題在全球范圍內(nèi)十分普遍，因此創(chuàng)建高細(xì)胞活力的人工角膜模型對(duì)于視力恢復(fù)和角膜移植研究具有重要意義。

研究過程：
1)    模具創(chuàng)建：研究團(tuán)隊(duì)首先從人類角膜獲取模具，創(chuàng)建出角膜的框架結(jié)構(gòu)。
2)    Fresh Printing技術(shù)：Fresh Printing是一種用于打印低粘度材料的技術(shù)，通過使用支持浴材料實(shí)現(xiàn)。這種支持浴材料在高剪切應(yīng)力下表現(xiàn)為粘性流體，但在低剪切應(yīng)力下則表現(xiàn)為剛體。打印時(shí)，噴嘴在支持浴中移動(dòng)時(shí)能夠輕松移動(dòng)，而材料擠出后會(huì)被固定在支持浴中。
3)    打印過程：使用Fresh Printing技術(shù)和BioX打印機(jī)，他們?cè)谥С衷≈写蛴〗悄つＰ�。這是因?yàn)槭褂玫哪�水具有低粘度，支持浴能夠提供必要的支撐�?/span>
4)    細(xì)胞活力檢測(cè)：打印完成后，研究團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了細(xì)胞活力。在打印的角膜構(gòu)建中封裝了角膜角質(zhì)細(xì)胞，成功創(chuàng)建了具有高細(xì)胞活力的人工角膜。
5)    使用的材料和設(shè)備：

• 支持浴材料：Life Support
• 打印機(jī)：BioX和Incredible

展示：研究團(tuán)隊(duì)展示了使用Fresh技術(shù)打印的膠原蛋白構(gòu)建，通過在37攝氏度下溶解支持浴，獲得了最終的構(gòu)建。

2 血管化皮膚模型應(yīng)用案例

研究背景和重要性：皮膚由多個(gè)層次組成，每層都有不同類型的細(xì)胞。在皮膚再生研究中，創(chuàng)建具有血管化的皮膚模型對(duì)于新療法的研究至關(guān)重要。

研究過程：
1)    層次結(jié)構(gòu)創(chuàng)建：研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了兩個(gè)生物墨水，每種墨水代表皮膚的不同層次：真皮層和表皮層。每種墨水中都包含不同類型的細(xì)胞。
2)    三步打印過程：

• 第一步：打印真皮層，使用含有真皮細(xì)胞的墨水。
• 第二步：進(jìn)行一段時(shí)間的孵育，使細(xì)胞適應(yīng)和生長(zhǎng)。
• 第三步：打印表皮層，使用含有表皮細(xì)胞的墨水。

3)    血管化過程：在真皮細(xì)胞墨水中加入內(nèi)皮細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠自我組裝成微血管結(jié)構(gòu)。
4)    動(dòng)物移植實(shí)驗(yàn)：打印完成后，研究團(tuán)隊(duì)將構(gòu)建移植到動(dòng)物體內(nèi)，觀察其血管生成和灌注情況。結(jié)果顯示，移植的皮膚構(gòu)建能夠與宿主動(dòng)物的皮膚整合，形成血管連接，實(shí)現(xiàn)血管化和功能性整合。

展示：研究團(tuán)隊(duì)展示了皮膚模型的不同層次和血管結(jié)構(gòu)的顯微圖像，說明了細(xì)胞的生長(zhǎng)和自我組裝過程。

3 其他應(yīng)用案例

病毒感染研究：一組德國(guó)研究人員使用3D生物打印技術(shù)研究了流感病毒在3D打印肺模型中的感染機(jī)制。通過在模型中模擬病毒感染過程，研究人員能夠更好地理解病毒如何在細(xì)胞中傳播和引發(fā)感染。

二 基于DLP的3D生物打印技術(shù)應(yīng)用案例
1 LumenX應(yīng)用案例

（1）技術(shù)背景和重要性：
LumenX使用數(shù)字光處理（DLP）技術(shù)，能夠打印出更小、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，適用于創(chuàng)建微流控等應(yīng)用。

（2）研究過程：
材料和光源：
使用405納米光源和可加熱平臺(tái)，材料與細(xì)胞混合后進(jìn)行打印。使用的生物墨水為PEGDA基和GelMA基生物墨水，PEGDA基墨水具有不同的硬度。

微流控應(yīng)用：
研究團(tuán)隊(duì)使用LumenX創(chuàng)建了肝臟模型和肺泡模型，通過打印復(fù)雜的通道結(jié)構(gòu)來模擬器官的功能。在肝臟模型中，培養(yǎng)了肝細(xì)胞和HUVEC細(xì)胞，模擬血管結(jié)構(gòu)。

氣體交換研究：
在肺泡模型中，研究團(tuán)隊(duì)通過兩個(gè)獨(dú)立通道進(jìn)行氣體交換實(shí)驗(yàn)。一個(gè)通道內(nèi)灌注缺氧血細(xì)胞，另一個(gè)通道內(nèi)灌注含氧氣體，觀察到氣體擴(kuò)散和氧氣交換的過程。

2 HolographX應(yīng)用案例

技術(shù)背景和重要性：
HolographX使用全息立體光刻技術(shù)，能夠打印出更精細(xì)、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如類器官和腫瘤模型。

研究過程：
細(xì)結(jié)構(gòu)打�。貉芯繄F(tuán)隊(duì)展示了使用HolographX打印的類器官和血管結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)非常精細(xì)，具有高分辨率。

動(dòng)物移植實(shí)驗(yàn)：打印的腫瘤模型被移植到小鼠體內(nèi)，研究觀察了模型與宿主血管的整合情況。

綜合應(yīng)用：研究團(tuán)隊(duì)展示了將不同打印技術(shù)結(jié)合使用的潛力。例如，使用LumenX打印微流控通道結(jié)構(gòu)，再使用BioX打印組織結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建更復(fù)雜的器官芯片模型。