绍兴3D打印

天然聚合物因为生物相容性特别好，所以经常在组织工程里被当作生物支架材料来用。比如说纤维素和细菌纤维素会用在骨组织工程里，也有人把纤维素做成纳米晶体和纳米纤维，然后有更多的应用。丝素蛋白、胶原蛋白、壳聚糖还有葡聚糖这些也都是生物相容性很好，而且应用比较多的天然聚合物材料。不过天然聚合物在加工成型的时候，能做出特定图案的方法比较少，所以要是需要定制成特定形状的生物支架，就有点力不从心了。现在生物相容性材料的设计、合成还有制备都已经比较成熟了，但是怎么把这些材料做成有特定空间形状的组织工程支架，这可难倒了好多组织工程的研究者。现在比较主流的解决办法就是结合 3D 打印技术，把生物相容性材料做成有特征的组织工程支架，让它立体成型。

在打印的时候，选了分子量是 6 千道尔顿的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）当作预聚网络，用柠檬黄当作光吸收剂，这样就做出了透明度很不错的水凝胶。在研究的时候，对多管道系统的拓扑结构进行了研究和设计，用轴管道和环绕着的螺旋管道这两种结构一起来验证管道之间的物质交换情况，然后就设计出了模拟肺泡的水凝胶结构。能看到气囊外面有血管系统环绕着，在模拟呼吸通气的时候，气囊会跟着膨胀，血管系统和气囊就会进行气体交换，这样红细胞就能得到氧气了。

研究者还想进一步确定制造结构复杂而且功能多样的组织，在治疗性移植里到底有没有用，特别是肝脏，它可是人体最大的实体器官，它要靠很复杂的拓扑结构才能完成好几百项基础任务呢。在这，还是用之前模拟肺泡的拓扑结构模型来做肝细胞组织工程支架载体，然后在慢性肝损伤的裸小鼠身上做了动物实验。结果发现裸鼠的血液能在 3D 打印出来的血管系统里流动，而且能有效地给细胞输送营养物质，这样就能支持肝细胞正常的生物学功能了。最近几年，生物相容性材料的 3D 打印应用都有各自的特点，表现得很不错。但是很可惜的是，大多数研究都用了特别复杂而且很贵的打印设备，像超高精度控制、精细微流控通道、飞秒双光子技术等等，而且对材料的改性方法也很复杂。虽然最后得到的成果相当好，但是潜在的成本太高了，这就限制了它能大范围应用。