3D生物打印技术 汪天行16307130183 技术原理 3D打印构成了新一轮技术创新和产业变革的不可或缺的力量,在3D打印技 术的应用领域中,生物医疗已经成为了其重要范畴。目前,生物3D打印技术已 经被广泛应用于术前规划、体外医疗器械、金属植入物等领域,且以可降解体内 植入物和3D打印生物组织/器官等方向作为发展主要方向。 3D生物打印技术是一项融合了制造科学与生物医学的一项具有交叉性和前 沿性的新兴技术,其基于离散-堆积成形原理,以活细胞、生物活性因子及生物 材料的基本成形单元,设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结 构。目前生物3D打印主要有三种打印方式:挤压成型生物打印( extrusion- based bioprinting,简称EB)、液滴喷射生物打印( droplet- based bioprinting or inkjet,简称DB)以及激光辅助生物打印( Laser- based bioprinting,简称 LBB) EBB是目前最常用的3D生物打印技术,市场化程度也最高。其工作原理类似 传统的3D打印技术FDM( Fused Deposition Modeling),FDM是将打印材料融化 然后挤压成丝( filament)打印出来,凝固后形成设计的形状。EBB是用机动或气 动的方式产生压强,将生物墨水( Boink:仿生物材料,起到支撑细胞的作用) 从针头挤出(图1)。这种打印方式的优点在于可以选择针头大小,并且调节压强 与温度来控制打印速率和分辨率,拥有比较髙的精确度(精确到5微米),并且 成本相对较低。但弊端在于由于没有足够的粘性,流体材料无法线性地打印出来, 不适用于流体材料。相反,打印材料由于高粘性容易堵塞针头。 Pneumati Piston Screw ←in|et 图(1) DB的工作原理类似于生活中用的喷墨打印机。生物墨水成滴状打印出来,3D 生物打印技术 汪天行 16307130183 技术原理 3D 打印构成了新一轮技术创新和产业变革的不可或缺的力量，在 3D 打印技 术的应用领域中，生物医疗已经成为了其重要范畴。目前，生物 3D 打印技术已 经被广泛应用于术前规划、体外医疗器械、金属植入物等领域，且以可降解体内 植入物和 3D 打印生物组织/器官等方向作为发展主要方向。 3D 生物打印技术是一项融合了制造科学与生物医学的一项具有交叉性和前 沿性的新兴技术，其基于离散-堆积成形原理，以活细胞、生物活性因子及生物 材料的基本成形单元，设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结 构。目前生物 3D 打印主要有三种打印方式：挤压成型生物打印（extrusion-based bioprinting, 简称 EBB）、液滴喷射生物打印（droplet-based bioprinting or inkjet, 简称 DBB）以及激光辅助生物打印（Laser-based bioprinting, 简称 LBB）。 EBB 是目前最常用的 3D 生物打印技术，市场化程度也最高。其工作原理类似 传统的 3D 打印技术 FDM(Fused Deposition Modeling)，FDM 是将打印材料融化， 然后挤压成丝(filament)打印出来，凝固后形成设计的形状。EBB 是用机动或气 动的方式产生压强，将生物墨水（Bioink：仿生物材料，起到支撑细胞的作用） 从针头挤出（图 1）。这种打印方式的优点在于可以选择针头大小，并且调节压强 与温度来控制打印速率和分辨率，拥有比较高的精确度（精确到 5 微米），并且 成本相对较低。但弊端在于由于没有足够的粘性，流体材料无法线性地打印出来， 不适用于流体材料。相反，打印材料由于高粘性容易堵塞针头。 图（1） DBB 的工作原理类似于生活中用的喷墨打印机。生物墨水成滴状打印出来