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18组生物3d打印制作流程典范 发布时间:2021-07-21 16:56:42 来源:betvlctor

  生物3D打印 2018 Contents 一、生物3D打印概述 二、3D打印骨安排工程支架 三、3D打印皮肤 四、3D打印人工血管 五、安排、器官修正运用 六、评论 01 生物3D打印概述 11 20 生物3D打印界说 将生物资料或生物单元(细胞/蛋白质等)按仿生形态学,生 物体功用,细胞特定微环境等要求用增材制作的办法制作 出具有杂乱结构,功用和个性化的生物资料三维结构或体 外三维生物功用体。 资料、学科范畴 制作学拓宽延伸 单一结构资料、功用资料———生物资料、生命体资料 多学科穿插交融 工程+资料+信息+生命科学 传统增材制作 粉末 胶水 生物增材制作 生物结构块 两个喷头: 生物墨水 生物纸 活体安排。 生物墨水 培养基(含人体细胞) 打印的时分能够悬浮细胞使之在纸上准确认位, 把墨水散布在纸上的时分又要能分解成液体 生物纸 水凝胶,用作细胞成长的支架。 打印完一圈“生物墨”细胞今后,接着打印一张“生物纸”凝胶 ①高精度:即分辨率高。该技能能够准确操控墨水喷发方位 和墨水的量,有利于生物显微结构的树立,有利于部分痕量 供应生物活性因子及药物,然后有利于操控安排的部分成长 发育 ②能够一起打印种子细胞和支架资料,更利于全体三维结构 的构建。其能够运用多色彩墨盒的原理,然后完成一起打印 安排/器官内的不同组分,运用不同的细胞、细胞外基质和生 物活性因子,而且运用准确的配比 ③构建速度快:能够快速的制作生物安排/器官,确保了生物 资料的存活率,然后明显有利于再生医药、等未来 医学范畴。 ④能够按需制作出契合个别需求的单个器官或安排,真实实 现医学的个性化需求。 ⑤3D生物打印运用的种子细胞是来自患者自己身体的细胞, 所以能够从根本上处理其他安排工程易产生的排异反响。 国外 韩国 2009年,浦项科技大学的Lee和Cho在生物制作范畴运用微 型SLA技能出产安排支架。 英国 诺丁汉大学Sawkins教授细胞和蛋白 兼容生物打印制作机械性强度结构用 骨修正 美国 哈佛大学Kolsky教授依据生物3D打印结构出异构细胞结构 的血管 国内 杭州电子科技大学徐恩铭自主研产生物3D打印机 清华大学徐弢教授使用心肌细胞和生物资料模仿打印动物心 脏 四川大学康裕建教授使用Rollovessller3D打印渠道,以生物 墨水结合其他资料打印后培养生成了具有生理功用的安排结 构 西安交通大学李涤尘教授2018年其研讨成果“个性化下颌骨 重建假体”产品取得了国内首个个性化产品CFDA注册,成 为我国3D打印技能医学走向产业化的里程碑 四个层次: 榜首层次:医疗模型和体外医疗器械的制作 第二层次:永久植入物的制作 生物相容,但非降解的资料 第三层次:安排工程支架的制作 生物相容且可降解的资料 第四层次:体外生物结构体的制作 细胞,蛋白及其它细胞外基质 皮肤的生物3D打印 仿生耳朵的3D打印 肾脏的生物3D打印 血管的生物3D打印 02 3D打印骨安排工程支架 11 20 3D打印骨安排工程 依据患者损害部位的 CT、磁共振(MRI)等成像数据结合3D打 印制作技能,快速准确地制作具有个性化的骨安排工程支架,还可 以使用 CAD 技能规划恣意形状,恣意孔道结构的三维支架,乃至 能够在骨损害的部位展开原位细胞打印修正。 打印进程归纳 将规划好的骨安排工程支架模型导入衔接 3D 打印机的核算机内, 使用 FDM 打印机将3D 打印线条打印成规划好的骨安排工程支架。 选用不同参数对模型进行打印,在打印进程中仔细观察打印机进料、 出丝是否顺利以及填充是否有用等方面来确认最佳打印参数。 聚己内酯/牡蛎壳粉骨安排工程支架 聚己内酯具有优异的生 物相容性和生物可降解 性,现已取得FDA 认证 能够用于临床,现在已 经被广泛运用于骨安排 工程支架的研讨。 牡蛎壳是天然构成的含 有丰厚氨基酸和微量金 属元素的矿物质盐的生 物活性资料。牡蛎壳具 有低免疫原性、杰出的 生物相容性、可降解性、 骨传导性以及成骨功能。 牡 蛎壳粉与聚己内酯 的结合能够提高支 架的骨诱导才能。 将聚己内酯颗 按表中的份额称取聚己内酯颗粒 1 粒和牡蛎壳粉 在 40℃的枯燥 2 和牡蛎壳粉,机械拌和混合均匀 后,加入到双螺杆挤出机进料筒 箱中枯燥 24 内,以 40rpm/min 的喂料速度 小时,备用。 投料到双螺杆挤出机中挤出。 对挤出样条进 3 行冷却定型, 然后进行造粒, 造好的粒料进 行烘干。 将粒料投放到 3D 打印线 材专用挤出机加工成细丝, 挤出温度为 80℃,得到直 径为 1.75±0.2mm 的 3D 打印线材。 用 Solidworks 软件规划三维多孔骨安排工 程支架模型,如图。选用这种隔层穿插的方 5 式规划模型并打印出PCL/HA 三维骨安排工 程支架,选用这种规划的支架能够取得较小 直径的孔洞结构以及较大的孔隙率,实验证 明这种空间结构愈加有利于细胞粘赞同增殖。 得到的打印线D打印机打印出核算机辅助规划的复合支 架,3D打印机打印参数设置如下:打印温度:150℃,热床温 6 度 : 37℃ , 挤 出 头 移 动 速 度 : 50rpm/min , 挤 出 速 度 : 120rpm/min。制得含有不同份额牡蛎壳粉的聚己内酯/牡蛎壳 粉复合三维多孔骨安排工程支架。 聚己内酯/牡蛎壳粉骨安排工程支架的表征 描摹表征 红外光谱测验 热剖析 力学功能测验 孔隙率测定 聚己内酯/牡蛎壳粉骨安排工程支架的表征 体外降解测验 体外溶胀性测验 体外蛋白吸附才能测验 体外矿化才能测验 细胞毒性测验 02 3D打印骨安排工程支架 11 20 聚己内酯/牡蛎壳粉骨安排工程支架的外表和断面描摹图 支架的描摹和孔洞是点评骨安排工程支架的 重要参数,具有巨细适宜、彼此贯穿的三

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