3D生物打印中的生物墨水面临巨大挑战

2025年11月20日 阅读量:91

元素百科向您介绍3D生物打印中的生物墨水面临着巨大的挑战。生物墨水的可打印性与3D生物印刷能否达到预期的精度有关。作为一种典型的软物质材料,生物墨水的印刷精度控制是制造临床尺寸结构的关键。目前国内外研究较少,甚至可打印性“Printability这个概念的定义并不清楚。在本文中,我们从制造的角度研究了生物油墨的可打印性,讨论了生物油墨打印的适当粘度,从基本的1D线打印到2D支架打印,然后讨论了3D组织实体打印中各种误差的原因和控制。并尝试对可打印“并尝试对可打印”Printability定义。

生物墨水的含义

所谓可打印性或某种生物墨水具有打印性,通常包括三层含义:(1)、生物墨水的粘度需要可调,如温度、剪切变细等特性。只有可调才能设计合适的打印方法和打印参数范围。(2)如果生物墨水在打印前是液体的,为了避免堵塞喷嘴,打印后应迅速变成固体以保持形状。在逐层印刷过程中,印刷纤维的凝胶和粘结非常重要,这决定了材料或印刷过程是否是真正的3D印刷。(3)对材料有或找到打印窗口或工艺参数范围也很重要。目前,有大量关于新型生物材料或生物墨水的研发报道,但最终,这些墨水只能局限于一些简单的成型,使其失去实际意义。

生物墨水浓度或交联密度影响打印

从制造的角度来看,生物墨水中最常用的凝胶材料的打印窗口实际上非常狭窄。为了保证更好的成形精度,需要更高的油墨浓度或交联密度,这将对细胞的迁移增值产生很大的影响,高浓度的生物油墨也会增加印刷的难度。然而,低浓度的墨水很难形成。许多处理凝胶、增强凝胶强度或活性的方法不具有生物兼容性,因为它们需要将细胞混入墨水中。理想的生物墨水需要适当的粘度、足够的强度、良好的生物兼容性和降解性。到目前为止,找到合适的生物墨水仍然是一个巨大的挑战。

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