3D生物打印机是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。
目前在传统组织工程领域，制造血管及血管化组织仍是主要挑战。生物打印通过逐层沉积细胞、生长因子和细胞外基质样水凝胶，能够以解剖精度制造具有多种细胞结构的特异性生物组织，极大地促进了组织工程和再生医学的发展。生物打印相较于其他生物制造方法具有诸多优势，期望在解决血管化问题方面提供切实可行的方案，并推进组织工程化血管临床转化。

图1 生物打印血管及血管化组织示意图

图1为生物打印血管及血管化组织示意图。生物墨水通过金属离子-、酶-或光聚合交联机制进行聚合固化。在细胞培养成熟前，一般需要支撑（牺牲）材料来维持整个生物制造体的结构以及保持在适当的位置。理想情况下，组织工程化血管应该和原生血管一样，具有外模、中膜和内膜三层结构，并且具有收缩舒张、营养物质和氧渗透功能。
根据工作原理，目前生物3D技术打印可以概括分为3种:挤压成型生物打印（EBB）、液滴喷射生物打印（DBB）和激光辅助生物打印（LBB）。生物打印技术制造组织工程化血管主要通过两种方式：1.有支架方式，活细胞被包裹在水凝胶或者脱细胞基质等外源性生物材料中进行打印，支架为细胞的早期生长提供临时支持，通过生物学、化学和力学因素来诱导细胞分化成熟。

 
图2 直接挤压式生物打印血管过程示意图

图2为直接挤压式生物打印血管过程示意图，生物墨水包含细胞和支撑材料，直接打印出管状结构，经培育成熟后，获得组织工程化血管。

 
图3 共轴挤压生物打印血管示意图

图3为共轴挤压式生物打印血管过程示意图，生物墨水和支撑材料通过同轴喷嘴系统，在打印过程中进行混合交联，构建空心管状结构；2.无支架方式，诱导活细胞形成新生组织，进行无支撑打印，打印后需要后处理，包括细胞分选和组织融合，类似于早起胚胎发育过程中的自组装现象。第2种方式避免了支架机械强度不足和聚合物残留阻碍细胞生长的弊端，可以打印直径小于1mm的微细血管。

 

图4无支架生物打印血管组织示意图

图4为采用无支架方式生物打印血管过程示意图，首先制作均匀的多细胞微团，逐层打印出血管样组织。
生物打印技术为传统组织工程制备血管及血管化组织开辟了新的途径，并且已经取得了显著的成果。未来，在体直接生物打印仿生血管以替换原位血管或者加速原位血管再生是以后发展的重要方向。另外，研究人员不仅限于生物打印多尺度复杂结构血管网络，还要保证其结构的保真度与稳定性。其次，通过精确定位不同种类细胞、蛋白甚至基因材料，可以按需控制生物打印血管的时间和空间分比率，真正做到智能化、自动化、个性化生物制造。那么,让我们拭目以待,看看未来生物打印技术是否能达到新的高度吧!

华融普瑞为您提供的完整的生物3D打印解决方案， 还可以带您体验FDM、FFF、Polyjet、SLA、ADAM、EBM等各种3D打印技术的高速、小批量、定制化的3D打印服务。并在3D打印设备及技术、样件研发、设计验证、定制化解决方案等领域，积累了各行各业的成功经验和解决方案。更多关于生物3D打印机的新近咨询，请访问：

华融普瑞免费3D打印体验日——400-8626-086