編者：中噴網(wǎng) 墨宸

生物打印是一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域，它激發(fā)了人們對(duì)弗蘭肯斯坦和其他一些科幻場(chǎng)景的想象，這些場(chǎng)景常常讓我們感到一絲不安。那么，一個(gè)人如何在自家車庫(kù)里創(chuàng)造出自己的怪物呢？嗯，目前這聽起來(lái)確實(shí)有些天方夜譚，但我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^一些小的方式參與到這個(gè)領(lǐng)域中來(lái)。

一直以來(lái)，生物打印領(lǐng)域似乎并沒有在普通創(chuàng)客群體中占據(jù)顯著地位。醫(yī)療保健行業(yè)整體上通常由私營(yíng)部門主導(dǎo)。那么，當(dāng)一個(gè)人甚至不知道需要哪些資源，也不知道如何入門時(shí)，他如何才能獲得從事3D生物打印工作的機(jī)會(huì)呢？

3D生物打印的關(guān)鍵在于原型材料的選擇。通常，3D打印機(jī)使用不同的材料來(lái)制造產(chǎn)品，例如PLA、ABS、木纖維、PET、PVA、尼龍和TPU。生物打印材料的難點(diǎn)不在于模型和設(shè)計(jì)本身的結(jié)構(gòu)，而在于如何制造出符合生物學(xué)規(guī)律的物體。這種限制迫使材料必須具備與體內(nèi)不同位置相對(duì)應(yīng)的特定加熱和冷卻特性。比熱容和對(duì)不同溫度范圍的耐受性對(duì)于生物打印材料至關(guān)重要。即使能夠創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)，復(fù)制人體內(nèi)不同器官?gòu)?fù)雜的血管結(jié)構(gòu)仍然存在困難。這導(dǎo)致3D生物打印領(lǐng)域面臨諸多亟待解決的問題。

生物打印水凝膠

那么，3D生物打印的第一步是什么呢？讓我們重點(diǎn)關(guān)注一些理想的材料，因?yàn)樗鼈兎浅＿m合當(dāng)前和未來(lái)的應(yīng)用。以下是一些目前用于生物打印的材料：

• 生物墨水

• 水凝膠

• 海藻酸鹽

• PEG（聚乙二醇）

• PCL（聚己內(nèi)酯）

• PGA（聚乙醇酸）

• 普朗尼克斯

在后續(xù)文章中，我們將更深入地探討以上每一種材料。現(xiàn)在，我們先對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

生物墨水是由活細(xì)胞構(gòu)成的物質(zhì)，可用于3D打印復(fù)雜的組織模型。生物墨水是一種能夠模擬細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境的材料，可以支持活細(xì)胞的黏附、增殖和分化。

水凝膠是由親水性聚合物鏈構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)以膠體凝膠的形式存在，其中水是分散介質(zhì)。親水性聚合物鏈通過交聯(lián)連接在一起，形成三維固體結(jié)構(gòu)。藻酸鹽是一種廣泛分布于褐藻細(xì)胞壁中的多糖，它與水結(jié)合形成粘稠的膠狀物。

海藻酸鹽是由褐藻制成的。

海藻酸鹽是一種廣泛分布于褐藻細(xì)胞壁中的多糖，它與水結(jié)合形成粘稠的膠狀物。

聚乙二醇（PEG）作為瀉藥銷售，但同時(shí)也是牙膏中的穩(wěn)定劑。

聚乙二醇（PEG）是一種聚醚化合物，用途廣泛，從工業(yè)制造到醫(yī)藥領(lǐng)域均有應(yīng)用，并且經(jīng)常用于制造 3D 打印用的水凝膠。

聚己內(nèi)酯（PCL）是一種生物可吸收聚酯，其熔點(diǎn)較低，約為 60 °C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為 -60 °C。

聚乙醇酸 （PGA）是一種可生物降解的熱塑性聚合物，也是最簡(jiǎn)單的線性脂肪族聚酯。PGA 可用作支架和支撐材料。

Pluronic是一種非離子型三嵌段共聚物，由一條疏水的聚氧丙烯（聚環(huán)氧丙烷）鏈和兩條親水的聚氧乙烯（聚環(huán)氧乙烷）鏈組成。

現(xiàn)在我們對(duì)可用的材料有了一些了解，接下來(lái)的問題就是選擇哪種類型的打印機(jī)。大多數(shù)工業(yè)級(jí)生物打印機(jī)的價(jià)格對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說都難以承受。創(chuàng)客社群購(gòu)買3D生物打印機(jī)的選擇也十分有限。此外，似乎也缺乏指導(dǎo)人們?nèi)绾芜M(jìn)行生物打印的互聯(lián)網(wǎng)資源。為了幫助大家在家進(jìn)行生物打印，我們將嘗試搭建一套3D生物打印裝置，并提供一份指南，供所有對(duì)生物打印感興趣的人參考。作為本文的后續(xù)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注我們關(guān)于上述生物材料的信息，以及分別介紹每種材料及其與3D生物打印關(guān)系的文章。敬請(qǐng)期待更多DIY生物打印的技巧和竅門。

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