Bioprinting 3D adalah teknologi yang menggunakan bioprinter 3D untuk membuat perancah sel, dan kemudian menyemai sel ke dalam perancah untuk memungkinkan sel tumbuh. Bioprinting menggunakan metode pembuatan lapisan demi lapisan, menggunakan bioink, untuk membuat perancah sel yang meniru jaringan hidup dan dapat menghasilkan struktur jaringan 3D yang dikontrol secara tepat dengan kompleksitas seperti jaringan. Ini memiliki aplikasi hebat di bidang teknik medis dan jaringan. Bioprinting saat ini dapat digunakan untuk mencetak jaringan dan organ untuk pengujian obat, serta untuk membuat perancah sel. Perancah ini dapat digunakan dalam tulang rawan artikular atau teknik regenerasi ligamen.
1. Konsep bioprinting 3D
Dengan perkembangan pencetakan 3D biologis, konsepnya juga terus diperluas dan diperluas. Saat ini, pencetakan 3D biologis dapat dibagi menjadi dua konsep: luas dan sempit. Dalam arti luas, pencetakan 3D yang secara langsung melayani bidang biomedis dapat dianggap sebagai kategori pencetakan bio-3D, sementara dalam arti sempit, proses memanipulasi bioink yang mengandung sel untuk membangun struktur aktif biasanya disebut pencetakan bio-3D.
※ Dalam arti luas, pencetakan 3D biologis dapat secara kasar dibagi menjadi 4 level:
(1) Pembuatan struktur tanpa persyaratan biokompatibilitas, seperti pencetakan 3D produk yang saat ini banyak digunakan dalam perencanaan jalur bedah.
(2) Pembuatan produk yang tidak dapat terdegradasi dengan persyaratan biokompatibilitas, seperti sambungan paduan titanium, prostesis silikon untuk badan perbaikan cacat, dll.
(3) Pembuatan persyaratan biokompatibilitas, produk yang dapat terdegradasi, seperti tulang keramik aktif, stent pembuluh darah yang dapat terdegradasi, dll.
(4) Pencetakan bio-3D yang sempit, yaitu memanipulasi sel-sel hidup untuk membangun jaringan tiga dimensi biomimetik, seperti model sel cetak untuk skrining obat dan penelitian mekanisme, unit hati, kulit, pembuluh darah, dll. Proses memanipulasi sel dalam pencetakan bio-3D juga dapat disebut pencetakan sel (pencetakan sel).
※ Dalam arti sempit, konsep pencetakan sel dan pencetakan bio-3D dapat dipertukarkan. Selain itu, pencetakan organ kadang-kadang terlihat.
Konsep pencetakan organ, biasanya konsep ini juga dapat dianggap dapat dipertukarkan dengan pencetakan sel dan pencetakan 3D biologis dalam arti sempit.
2. Bahan inti dari Bioprinting 3D adalah bioink
Organisme pencetakan 3D terutama menggunakan bioink untuk membuat jaringan hidup imitasi. Bioink pertama-tama harus memiliki aktivitas biologis yang sangat baik, mirip dengan lingkungan matriks ekstraseluler dalam tubuh, yang memfasilitasi pengembangan lebih lanjut dari sel-sel yang dicetak dan membangun komunikasi antar sel.
Saat ini, ada empat jenis utama bioink: ion-crosslinking, suhu-sensitif, fotosensitif dan geser-penipisan:
Jenis penautan silang ionik terutama menyadari penyembuhan hidrogel melalui reaksi penautan silang ionik, seperti tinta seri alginat, ketika ion natrium dalam natrium alginat diganti dengan ion kalsium, hidrogel kalsium alginat diperoleh.
✓ Tinta yang sensitif terhadap suhu terutama menyadari transisi dari keadaan sol ke keadaan gel dengan pemanasan atau pendinginan, seperti tinta gelatin, saat mencetak, perlu memanaskan nosel untuk melelehkan gelatin, dan mendinginkan platform pencetakan bawah untuk mencapai pengaturan gelatin;
Tinta fotosensitif terutama menggunakan cahaya untuk mengaktifkan fotoinitiator dalam tinta untuk mewujudkan transisi tinta dari keadaan sol ke keadaan gel. -Seri GM) materi.
✓ Tinta penipisan geser terutama menggunakan fenomena bahwa viskositas yang jelas dari beberapa bahan menurun dengan meningkatnya tegangan geser. Dalam keadaan sol, misalnya, lem carbomer + GelMA atau kolagen digunakan untuk membentuk bioink.
3.3D Proses Bioprinting
Menurut prinsip pembentukan dan bahan pencetakan yang berbeda, teknologi pencetakan 3D biologis dapat dibagi lagi menjadi 3DP, SLS, FDM, pencetakan SLA, dll.
4. Aplikasi Bioprinting 3D
Karena bioprinting 3D tidak hanya dapat memproduksi struktur bentuk tertentu, tetapi juga menyediakan lingkungan kultur tiga dimensi untuk sel, bioprinting 3D memiliki berbagai aplikasi dalam pembuatan jaringan dan organ. Saat ini, terutama digunakan pada tulang rawan, kulit, pembuluh darah, model tumor dan organ kompleks lainnya. Cetakannya.
5. Masa depan bioprinting 3D
Bioprinting 3D adalah teknologi baru yang menggabungkan biomanufacturing dan manufaktur aditif. Ini adalah teknologi mutakhir multidisiplin seperti mesin, bahan, biologi, dan kedokteran. Ini memberikan cara baru untuk penelitian di bidang teknik jaringan dan pengobatan regeneratif. Saat ini Bioprinting telah membuat banyak kemajuan dalam persiapan bioink, penelitian dan pengembangan proses pencetakan, pengembangan peralatan cetak dan penelitian aplikasi medis, tetapi saat ini, sebagian besar penelitian ini fokus pada pemecahan masalah manufaktur. Terobosan dan aplikasi fungsional.
