3D biotlač je technológia, ktorá využíva 3D biotlačiar na vytvorenie bunkového lešenia a potom semenné bunky do lešenia, aby umožnila rast buniek. Biotlač využíva výrobnú metódu vrstvu po vrstve pomocou bioinkov na vytvorenie bunkových lešení, ktoré napodobňujú živé tkanivo a môžu generovať presne kontrolované štruktúry 3D tkanív so zložitosťou podobnou tkanivu. Má skvelé uplatnenie v oblasti medicíny a tkanivového inžinierstva. Biotlač sa v súčasnosti môže použiť na tlač tkanív a orgánov na testovanie liekov, ako aj na výrobu bunkových lešení. Tieto lešenia môžu byť použité v technikách kĺbovej chrupavky alebo väzov
1. Koncepcia 3D biotlače
S rozvojom biologickej 3D tlače sa jeho koncepcia neustále rozširuje a rozširuje. V súčasnosti možno biologickú 3D tlač rozdeliť na dva pojmy: široký a úzky. V širšom zmysle možno 3D tlač, ktorá priamo slúži oblasti biomedicíny, považovať za kategóriu bio-3D tlače, zatiaľ čo v užšom zmysle sa proces manipulácie s bioinkami obsahujúcimi bunky na vytvorenie aktívnych štruktúr zvyčajne nazýva bio-3D tlač.
※ V širšom zmysle možno biologickú 3D tlač zhruba rozdeliť do 4 úrovní:
(1) Výroba konštrukcií bez požiadaviek na biokompatibilitu, ako je 3D tlač výrobkov, ktoré sa v súčasnosti široko používajú pri plánovaní chirurgickej cesty.
(2) Výroba nedegradovateľných výrobkov s požiadavkami na biokompatibilitu, ako sú spoje z titánovej zliatiny, silikónové protézy na opravu defektu atď.
(3) Výroba požiadaviek na biokompatibilitu, rozložiteľné výrobky, ako sú aktívne keramické kosti, rozložiteľné stenty krvných ciev atď.
Úzka bio-3D tlač, to znamená manipulácia so živými bunkami na vybudovanie biomimetických trojrozmerných tkanív, ako sú modely tlačených buniek na skríning liekov a výskum mechanizmov, pečeňové jednotky, koža, krvné cievy atď. Proces manipulácie s bunkami v bio-3D tlači možno nazvať aj bunkovou tlačou (bunková tlač)
※ V užšom zmysle je možné meniť koncepty bunkovej tlače a bio-3D tlače. Okrem toho je niekedy vidieť tlač orgánov.
Koncept organovej tlače, zvyčajne tento koncept možno tiež považovať za zameniteľný s bunkovou tlačou a biologickou 3D tlačou v užšom zmysle
2. Základným materiálom 3D biotlače je bioink
Organizmy 3D tlače používajú bioinky hlavne na vytvorenie imitácie živých tkanív. Bioinky musia mať najprv veľmi dobrú biologickú aktivitu, podobnú extracelulárnemu matricovému prostrediu v tele, čo uľahčuje ďalší vývoj tlačených buniek a vytvára komunikáciu medzi bunkami.
V súčasnosti existujú štyri hlavné typy bioinkov: iónové prepojenie, citlivé na teplotu, fotosenzitívne a šmykové riedenie:
◆ Iónový typ krížového spojenia si hlavne uvedomuje vytvrdzovanie hydrogélu prostredníctvom iónovej krížovej väzbovej reakcie, ako je atrament série alginátov alginátov, keď je ión sodný v algináte sodnom nahradený iónom vápenatým, získa sa hydrogél alginátu vápenatého.
◆ Atrament citlivý na teplotu si pri tlači uvedomuje hlavne prechod zo stavu sol do gélového stavu zahrievaním alebo chladením, ako je želatínový atrament, pri tlači je potrebné zohriať trysku, aby sa želatína roztavila, a ochladiť spodnú tlačovú platformu, aby sa dosiahlo nastavenie želatíny;
◆ Fotosenzitívne atramenty používajú hlavne svetlo na aktiváciu fotoinitiátora v atramente, aby sa uskutočnil prechod atramentu zo stavu sol do gélového stavu. -GM séria) materiál.
◆ Šmykový rednúci atrament využíva hlavne jav, že zdanlivá viskozita niektorých materiálov klesá so zvýšením šmykového namáhania. V stave sol sa napríklad na vytvorenie bioinku používa karbomérové lepidlo + GelMA alebo kolagén.
3.3D Proces biotlače
Podľa rôznych princípov tvárnenia a tlačových materiálov je možné technológiu biologickej 3D tlače rozdeliť na 3DP, SLS, FDM, tlač SLA atď.
4. Aplikácie 3D biotlače
Keďže 3D biotlač môže nielen vyrábať štruktúry špecifických tvarov, ale aj poskytovať trojrozmerné kultivačné prostredie pre bunky, 3D biotlač má širokú škálu aplikácií pri výrobe tkanív a orgánov. V súčasnosti sa používa hlavne v chrupavke, koži, krvných cievach, nádorových modeloch a iných zložitých orgánoch. Odtlačok.
5. Budúcnosť 3D biotlače
3D biotlač je nová technológia, ktorá kombinuje biomanufacturáciu a aditívnu výrobu. Je to multidisciplinárna špičková technológia, ako sú stroje, materiály, biológia a medicína. Poskytuje nový spôsob výskumu v oblasti tkanivového inžinierstva a regeneratívnej medicíny. V súčasnosti biotlač dosiahla veľký pokrok v príprave bioinku, výskume a vývoji tlačových procesov, vývoji tlačových zariadení a výskume lekárskych aplikácií, ale v súčasnosti sa väčšina týchto výskumov zameriava na riešenie výrobných problémov. Funkčné prielomy a aplikácie.
