为拓展研究思路,把握研究热点,加强与国内外各大高校和研究机构的沟通与合作,2023年2月16日科技中心基础研究部邀请了杭州捷诺飞生物科技股份有限公司的售前工程师李富伟老师带来“生物3D打印技术发展、原理及应用介绍”为主题的技术分享,采用线上线下相结合的形式。科技中心基础研究部研究人员、口腔科等临床科室医师及研究生聆听了本次讲座。

首先,李富伟老师讲述了生物3D打印的发展及原理。近年来,随着自动化水平和数字控制技术的提高,生物3D打印技术发展迅猛,生物3D打印技术也被认为是“第三次工业革命”的主要推动技术之一。生物3D打印是以用户自由设计或医学影像三维重建的计算机三维模型为基础,通过软件分层离散和数控成型的方法,将生物材料和生物单元(细胞/蛋白质/DNA等)按仿生形态学原理,利用三维打印快速成型技术,将生物结构或生物体功能、细胞特定环境等要求定位装配为具有个性化的体外三维结构或体外三维生物体。相比于传统的CNC减材制造技术(将一整块材料削减成三维结构),生物3D打印技术具有快速、准确、个性化及擅长制造复杂形状实体的特性。

接着,李富伟老师对生物3D打印不同成型技术进行了分享,随着应用需求的扩展,生物3D打印技术也不断创新。打印系统中,用于打印的各种材料及细胞被称为“打印墨水”。传统3D打印采用“激光辅助式”或“喷墨式”打印方式,但存在难成型、打印速度慢、对细胞损伤大等缺点。目前生物3D打印主要采用“微挤出式”,对细胞损伤小,打印速度提升,三维成型效果好,极大提升了打印质量及对细胞打印的兼容性。且支持多种成型方式,支持温敏成型,光敏成型,离子交联及剪切力成型等,为生物材料的固化手段提供了多种选择。

最后,李富伟老师对生物3D打印设备的应用进行了讲授,目前生物3D打印的主要应用方向包括两大类:1、生物支架打印:利用明胶、海藻酸盐等天然生物材料,聚乳酸等高分子材料,或其他生物无机材料等,打印组织工程支架、修复支架、细胞培养支架等,可用于骨/软骨、皮肤、骨髓、神经、血管、胆管等支架的打印;2、利用干细胞、肿瘤细胞、神经细胞、软骨细胞、成纤维细胞等,结合基质材料,打印皮肤、骨/软骨、角膜、类神经、类血管、类肝脏、类心肌等类组织器官,以及肿瘤模型等。生物3D打印技术推动了植介入产品、再生医学的发展,以及组织细胞相互作用、药物疗效及机制的研究,获得国家政策大力支持,目前已进入大部分省市的生物医药产业发展行动计划中,将大力促进医疗健康发展。

分享结束后,现场与会人员进行了热烈的讨论,李老师对于各种问题给予了方向性的解答与建议,使大家获益匪浅。通过此次交流会,大家对于生物3D打印相关的研究有了更加清晰的认知。