3D biotisk je technologie, která používá 3D biotiskárnu k vytvoření buněčného lešení a poté nasévá buňky do lešení, aby umožnila buňkám růst. Biotisk používá výrobní metodu vrstvy po vrstvě, využívající bioinky, k vytvoření buněčných lešení, která napodobují živou tkáň a mohou generovat přesně řízené 3D tkáňové struktury se složitostí podobnou tkáním. Má skvělé aplikace v oblasti lékařského a tkáňového inženýrství. Biotisk lze v současné době použít k tisku tkání a orgánů pro testování na drogy, stejně jako k výrobě buněčných lešení. Tato lešení mohou být použita v technikách regenerace kloubní chrupavky nebo vazů
1. Koncept 3D biotisku
S rozvojem biologického 3D tisku se jeho koncept také neustále rozšiřuje a rozšiřuje. V současné době lze biologický 3D tisk rozdělit do dvou konceptů: široký a úzký. V širším smyslu lze 3D tisk, který přímo slouží oblasti biomedicíny, považovat za kategorii bio-3D tisku, zatímco v úzkém smyslu se proces manipulace s bioinkeři obsahujícími buňky za účelem konstrukce aktivních struktur obvykle nazývá bio-3D tisk.
※ V širším smyslu lze biologický 3D tisk zhruba rozdělit do 4 úrovní:
(1) Výroba konstrukcí bez požadavků na biokompatibilitu, jako je 3D tisk výrobků, které jsou v současné době široce používány při plánování chirurgických cest.
(2) Výroba nerozložitelných výrobků s požadavky na biologickou kompatibilitu, jako jsou spoje ze slitin titanu, silikonové protézy pro opravu vady atd.
(3) Výroba požadavků na biologickou kompatibilitu, rozložitelných produktů, jako jsou aktivní keramické kosti, stenty rozložitelných krevních cév atd.
(4) Úzký bio-3D tisk, tj. Manipulace s živými buňkami za účelem vybudování biomimetických trojrozměrných tkání, jako je tisk buněčných modelů pro screening léčiv a výzkum mechanismů, jaterní jednotky, kůže, krevní cévy atd. Proces manipulace s buňkami v bio-3D tisku lze také nazvat buněčným tiskem (buněčný tisk)
※ V úzkém smyslu mohou být pojmy buněčný tisk a bio-3D tisk zaměněny. Kromě toho je někdy vidět tisk orgánů.
Koncept tisku orgánů, obvykle tento koncept může být také považován za zaměnitelný s buněčným tiskem a biologickým 3D tiskem v úzkém smyslu
2. Základním materiálem 3D Bioprintingu je bioink
Organismy 3D tisku používají hlavně bioinky k vytvoření imitace živých tkání. Bioinks musí mít nejprve velmi dobrou biologickou aktivitu, podobnou prostředí extracelulární matrice v těle, což usnadňuje další vývoj tištěných buněk a vytváří komunikaci mezi buňkami.
V současné době existují čtyři hlavní typy bioinks: iontové zesíťování, citlivé na teplotu, fotosenzitivní a smykové ředění:
◆ Iontový zesítěný typ realizuje hlavně vytvrzování hydrogelu iontovou zesítěnou reakcí, jako je inkoust alginátové řady, když je iont sodný v alginátu sodném nahrazen iontem vápníku, získá se hydrogel alginátu vápenatého.
◆ Inkoust citlivý na teplotu realizuje hlavně přechod ze solného stavu do gelového stavu zahříváním nebo chlazením, jako je želatinový inkoust, při tisku je nutné zahřát trysku, aby se roztavila želatina, a ochladit spodní tiskovou platformu, aby se dosáhlo nastavení želatiny;
◆ Fotosenzitivní inkoust používá hlavně světlo k aktivaci fotoiniciátoru v inkoustu, aby se uskutečnil přechod inkoustu ze stavu sol do stavu gelu. -GM série) materiál.
◆ Smyková ředicí inkoust využívá především jev, že zdánlivá viskozita některých materiálů klesá se zvyšováním smykového napětí. V solném stavu se například karbomerové lepidlo + GelMA nebo kolagen používá k vytvoření bioinku.
3.3D Proces biotisku
Podle různých principů tváření a tiskových materiálů lze biologickou technologii 3D tisku rozdělit na 3DP, SLS, FDM, SLA tisk atd.
4. Aplikace 3D biotisku
Vzhledem k tomu, že 3D biotisk může nejen vyrábět struktury specifických tvarů, ale také poskytovat trojrozměrné kultivační prostředí pro buňky, 3D biotisk má širokou škálu aplikací při výrobě tkání a orgánů. V současné době se používá hlavně v chrupavkách, kůži, cévách, modelech nádorů a dalších složitých orgánech. s tiskem programu.
5. Budoucnost 3D biotisku
3D biotisk je nová technologie, která kombinuje biovýrobu a aditivní výrobu. Jedná se o multidisciplinární špičkovou technologii, jako jsou stroje, materiály, biologie a medicína. Poskytuje nový způsob výzkumu v oblasti tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny. V současné době Bioprinting učinil velký pokrok v přípravě bioinku, výzkumu a vývoji tiskových procesů, vývoji tiskových zařízení a výzkumu lékařských aplikací, ale v současné době se většina těchto výzkumů zaměřuje na řešení výrobních problémů. Funkční průlomy a aplikace.
