【專題總結】基于近場直寫打印的高精度支架設計制造及應用

來源： EngineeringForLife

為了實現(xiàn)打印結構的功能化突破和應用，生物3D打印的研究正逐步從“形似”向“神似”過渡。這不僅需要功能性生物墨水和打印結構的活化，而且需要將這些元素整合到新的打印策略中，以進一步實現(xiàn)生物打印的功能化。上期總結了EFL團隊在生物墨水（GelMA）和打印結構活化的研究工作，本期將總結團隊在高精度打印方面的工作，歡迎交流合作。

為了體外構建在細胞功能誘導上起關鍵作用的微/納結構，需要提高生物打印技術的分辨率。將傳統(tǒng)靜電紡絲與3D打印結合產生的近場直寫技術，可以實現(xiàn)超細纖維的打印。如何將近場直寫技術與功能化應用結合起來？近些年，EFL團隊圍繞細胞功能誘導目標，通過高精度異質結構的設計及制造，實現(xiàn)了細胞的定向誘導；通過多尺度支架的一次打印，實現(xiàn)了高生物相容性和力學強度兼具的支架制造；通過將近場直寫技術與凝膠芯片結合，衍生出了新的水凝膠材質的微納結構的制造，并成功應用在構建全血管網絡芯片上。

1. Materials & Design(IF=5.77)
高精度異質結構支架的設計與優(yōu)化
一句話概括：提出了一種通過減少“滯后現(xiàn)象”誤差的超細纖維沉積過程優(yōu)化策略，為高精度3D打印支架設計及路徑規(guī)劃提供新的思路和研究方向。
論文信息：Jin Yuan, Gao Qing, Xie Chaoqi,et al.Fabrication of heterogeneous scaffolds using melt electrospinning writing:Design and optimization. Materials & Design, 2019.

2. Materials & Design(IF=5.7)
高精度異質結構支架調控細胞生長

一句話概括：提出了變纖維直徑和變纖維陣列的高精度異質結構支架制造，并應用于細胞定向行為和生長速度的控制，為細胞功能化提供了純結構誘導的思路。
論文信息：Xie Chaoqi, Gao Qing, Wang Peng, et al. Structure-induced cell growth by 3D printing of heterogeneous scaffolds with ultrafine fibers. Materials & Design, 2019.

3. Materials Science & Engineering C(IF=4.9)
多尺度3D打印高生物相容性及力學強度兼具的高精度支架

一句話概括：打印多級支架架構，超細支架（3微米直徑）提升支架的生物兼容性、常規(guī)尺寸支架（100微米直徑）提供足夠的力學強度。
論文信息：Gao Qing, Xie Chaoqi, Wang Peng, et al. 3D printed multi-scale scaffolds with ultrafine fibers for providing excellent biocompatibility. Materials Science and Engineering: C, 2019.

4. Biofabrication(IF=7.236)
近場直寫助力高精度凝膠芯片制造

一句話概括：針對生物脆性水凝膠材料，基于近場直寫技術發(fā)展了全新的無損脫模思路，可實現(xiàn)微納結構的低成本、高質量制造。
論文信息：Lv Shang, Nie Jing, Gao Qing, et al. Micro/nano fabrication of brittle hydrogels using 3D printed soft ultrafine fiber molds for damage-free demolding. Biofabrication, 2019.

5. Materials Horizons(IF=14.3)
近場直寫助力全血管網絡芯片制造

一句話概括：利用近場直寫技術，在水凝膠上首次構建了完整的血供循環(huán)系統(tǒng)（動脈-毛細血管-靜脈），證明毛細血管也是可以體外構建的。
論文信息：Nie J, Gao Q, Xie C, et al. Construction of multi-scale vascular chips and modelling of the interaction between tumours and blood vessels[J]. Materials Horizons, 2019.