生物打印界动态 | 新工艺出现，更精确快速3D打印活细胞！

据DesignNews杂志近日报道，维也纳理工大学研发了一种新型的生物墨水可以以每秒一米的速度将活细胞整合到3D支架中，从而有可能研究疾病的传播并生产定制的组织。

（图像显示了在3D支架中扩散的活细胞-从左到右：第1周，第3周，第5周。顶部：3D设置，底部：仅一层。该工艺是由维也纳工业大学的研究人员开发的，用于创建精确的生物打印。来源：维也纳工业大学）

近年来，3D生物打印已经走了很长一段路，科学家们利用活体组织来打印与人类皮肤一样复杂的器官。奥地利的研究人员推出了一项技术进步，该技术可以以前所未有的速度和分辨率将活细胞整合到结构中。

维也纳理工大学使用一种新颖的生物墨水开发了这项新技术，该墨水可以将细胞嵌入3D矩阵中并以千分尺精度进行打印。该技术以每秒一米的速度执行，比过去的方法快得多。“通过使用这些3D支架，可以以前所未有的精度研究细胞的行为，”维也纳工业大学材料科学与技术研究所3D打印与生物制造研究组负责人Aleksandr Ovsianikov说。“研究疾病的传播，如果使用干细胞，甚至可能以这种方式生产定制的组织。”

“要成功地对可以变成具有各种特征的活组织的细胞进行生物打印，以某种方式处理细胞是关键。”Ovsianikov说，尽管有很多3D生物打印技术，但并非所有技术都是一样的。“有些方法不精确，或者只允许在很短的时间范围内对细胞进行处理而不会受到损坏，而其他方法则存在实质性挑战。”

他指出，细胞的行为主要取决于其环境的机械，化学和几何特性。Ovsianikov说：“嵌入细胞的结构必须能够吸收营养，这样细胞才能生存和繁殖。但，结构的刚性或柔韧性，随时间的推移稳定还是退化也很重要。 ”

该小组可以以显微镜下的高分辨率打印3D对象，但是使用这种大小的活细胞一直是一个挑战。Ovsianikov指出：“您需要在聚焦的激光束照射下精确固化的液体或凝胶。但是，这些材料一定不能对细胞有害，整个过程必须非常快地进行。”

为了解决这个问题，维也纳大学的研究人员一直在使用所谓的双光子聚合方法，该方法使用的化学反应仅在材料的分子同时吸收特别高强度的激光束的两个光子时才启动。在吸收光子时，该物质变硬，而在其他地方则保持液态，这使该方法最适合于高精度地生产极细的结构。

尽管这可以实现高分辨率，但它的过程相当缓慢-通常在微米或每秒几毫米的范围内。这意味着单元可能会在打印完成之前死亡。现在使用脚手架，研究人员已经开发出一种以更快的速度制造对细胞友好的材料的方法。这意味着它们可以在短短几个小时内打印出结构，从而为细胞提供了生存和进一步发展的良好机会。Ovsianikov说：“我们的方法为适应细胞环境提供了许多可能性。根据结构的构造，它可以变得更硬或更软。”

他补充说，即使是精细的连续梯度也是可能的。以这种方式，可以精确地定义结构的外观，以允许所需种类的细胞生长和细胞迁移。该过程还可以改变激光强度，以确定该结构随时间退化的容易程度。