據《3D打印商情》了解，材料學領域的權威刊物《Advanced Materials》上近日發表了一篇來自於深圳大學醫學部的論文，論文題為《Freeform, Reconfigurable Embedded Printing of All-Aqueous 3D Architectures》（DOI: 10.1002/adma.201904631）。該論文指出，深圳大學醫學部生物醫學工程學院的研究人員已經開發出一種可自由重構的嵌入式全水性（FREAL）生物打印方法，以創建3D架構的微結構。通過帶有活細胞的分隔式生物墨水，3D打印的組織構建體可以構建醫學模型和器官芯片，從而促進再生醫學研究。
“這提供了獨特的機會和強大的工具，因為可以從各種各樣的天然和合成親水性聚合物中設計出無限的配方來模仿組織。” 論文指出。
“這種打印方法可能對設計仿生的、動態的組織樣構建體有用，在藥物篩選、體外組織模型和再生醫學中有潛在的應用。”
自由形式可重構嵌入式全水性生物打印
研究人員表示，水基或水基微結構的創建、處理和保存具有挑戰性，因為其表麵易於收縮為具有最小表麵積的球形。FREAL生物打印被設計為推進複雜的組織狀3D結構（包括動脈、導尿管和氣管）的生物打印。
在不相容的水性環境中，使用水性生物墨水形成全液體的微結構，該水性墨水用作生物相容性載體和預凝膠溶液。在雙水相體係（ATPS）中，聚合物之間的FREAL中利用了氫鍵相互作用，該體係可以穩定數周。此外，可以將不同的細胞與創建的生物墨水和基質分別組合，以獲得具有可灌注血管網絡的定製設計的微結構。
經過實驗，該團隊指出：“配製的ATPS可以連續寫入全水性3D結構，並確保足夠的穩定時間以防破裂直到形成界麵膜。”
“在打印過程中，如果墨水粘度與基體的粘度相比過大，則擠出的線將被打印頭拖住，影響打印精度。如果油墨粘度太低而無法抑製界麵張力效應，則打印的線會迅速斷裂。”
加速再生醫學
活細胞可以在FREAL打印中直接混合到墨水相或基質相中。研究人員推斷，ATPS打印為活細胞提供了合適的平台。“組織工程學和再生醫學的發展要求不同細胞株的3D共培養。通過使用雙通道微流體打印頭，可以將具有可控空間分布的不同單元一起打印。
“如果基質相是交聯的，則可以製造組織狀結構，其中可控製組成和密度的不同細胞位於預定的空間模式中。但是，我們注意到很難徹底清除精致的結構，同時保持附近的結構不受影響。”
“這提供了獨特的機會和強大的工具，因為可以從各種各樣的天然和合成親水性聚合物中設計出無限的配方來模仿組織。” 論文指出。
“這種打印方法可能對設計仿生的、動態的組織樣構建體有用，在藥物篩選、體外組織模型和再生醫學中有潛在的應用。”
使用FREAL打印創建的水結構。
自由形式可重構嵌入式全水性生物打印
研究人員表示，水基或水基微結構的創建、處理和保存具有挑戰性，因為其表麵易於收縮為具有最小表麵積的球形。FREAL生物打印被設計為推進複雜的組織狀3D結構（包括動脈、導尿管和氣管）的生物打印。
在不相容的水性環境中，使用水性生物墨水形成全液體的微結構，該水性墨水用作生物相容性載體和預凝膠溶液。在雙水相體係（ATPS）中，聚合物之間的FREAL中利用了氫鍵相互作用，該體係可以穩定數周。此外，可以將不同的細胞與創建的生物墨水和基質分別組合，以獲得具有可灌注血管網絡的定製設計的微結構。
經過實驗，該團隊指出：“配製的ATPS可以連續寫入全水性3D結構，並確保足夠的穩定時間以防破裂直到形成界麵膜。”
“在打印過程中，如果墨水粘度與基體的粘度相比過大，則擠出的線將被打印頭拖住，影響打印精度。如果油墨粘度太低而無法抑製界麵張力效應，則打印的線會迅速斷裂。”
A）ATPS配方的示意圖。 B）通過製定的ATPS進行FREAL打印。通過平移具有微流體設計的噴嘴，將墨水相擠出為基質相。C）比較不同ATPS的穩定效果的時間序列光學圖像。 D）通過界麵氫鍵形成的管狀薄膜的光學圖像。E）光學和熒光顯微鏡圖像表明，兩種生物墨水的流體動力學直徑均為30 nm，熒光為100 nm的聚苯乙烯珠。
加速再生醫學
活細胞可以在FREAL打印中直接混合到墨水相或基質相中。研究人員推斷，ATPS打印為活細胞提供了合適的平台。“組織工程學和再生醫學的發展要求不同細胞株的3D共培養。通過使用雙通道微流體打印頭，可以將具有可控空間分布的不同單元一起打印。
“如果基質相是交聯的，則可以製造組織狀結構，其中可控製組成和密度的不同細胞位於預定的空間模式中。但是，我們注意到很難徹底清除精致的結構，同時保持附近的結構不受影響。”
使用FREAL打印創建的水結構。
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