3D 바이오프린팅은 3D 바이오프린터를 사용하여 세포 스캐폴드를 만든 다음 세포를 스캐폴드에 시드하여 세포가 성장할 수 있도록 하는 기술입니다. 바이오프린팅은 바이오잉크를 이용한 층별 제조 방법을 사용하여 생체 조직을 모방하고 조직과 같은 복잡성으로 정밀하게 제어된 3D 조직 구조를 생성할 수 있는 세포 스캐폴드를 생성합니다. 그것은 의료 및 조직 공학 분야에서 훌륭한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 바이오 프린팅은 현재 약물 테스트를 위해 조직과 장기를 인쇄하고 세포 스캐폴드를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 스캐폴드는 관절 연골 또는 인대 재생 기술에 사용될 수 있습니다.
1. 3D 바이오 프린팅의 개념
생물학적 3D 프린팅의 개발로 그 개념도 지속적으로 확장되고 확장됩니다. 현재 생물학적 3D 인쇄는 광범위하고 좁은 두 가지 개념으로 나눌 수 있습니다. 넓은 의미에서 생물 의학 분야에 직접 봉사하는 3D 인쇄는 바이오 3D 인쇄의 범주로 간주 될 수 있지만 좁은 의미에서 세포 함유 바이오 잉크를 조작하여 활성 구조를 구성하는 과정을 일반적으로 bio-3D 인쇄라고합니다.
※ 넓은 의미에서 생물학적 3D 인쇄는 대략 4 단계로 나눌 수 있습니다.
(1) 현재 수술 경로 계획에 널리 사용되는 제품의 3D 프린팅과 같은 생체 적합성 요구 사항이없는 구조물의 제조.
(2) 티타늄 합금 조인트, 결함 수리 본체 용 실리콘 보철물 등과 같은 생체 적합성 요구 사항이있는 비 분해성 제품의 제조
(3) 생체 적합성 요구 사항, 활성 세라믹 뼈, 분해 성 혈관 스텐트 등과 같은 분해 성 제품의 제조
(4) 좁은 바이오 3D 인쇄, 즉 살아있는 세포를 조작하여 약물 스크리닝 및 메커니즘 연구를위한 세포 모델 인쇄, 간 단위, 피부, 혈관 등과 같은 생체 모방 3 차원 조직을 구축합니다. 바이오 3D 프린팅에서 세포를 조작하는 과정은 세포 인쇄 (세포 인쇄)라고도 할 수 있습니다.
※ 좁은 의미에서 세포 인쇄와 바이오 3D 프린팅의 개념은 상호 교환 될 수 있습니다. 또한 장기 인쇄가 때때로 보입니다.
장기 인쇄의 개념, 일반적으로이 개념은 좁은 의미에서 세포 인쇄 및 생물학적 3D 인쇄와 교환 할 수있는 것으로 간주 될 수 있습니다.
2. 3D 바이오 프린팅의 핵심 소재는 바이오 잉크입니다.
3D 프린팅 유기체는 주로 바이오 잉크를 사용하여 모조 생활 조직을 만듭니다. 바이오 잉크는 먼저 신체의 세포 외 매트릭스 환경과 유사한 매우 우수한 생물학적 활성을 가져야하며, 이는 인쇄 된 세포의 추가 개발을 용이하게하고 세포 간의 통신을 확립합니다.
현재 바이오 잉크에는 이온 가교, 온도 민감성, 감광성 및 전단 희석제의 네 가지 주요 유형이 있습니다.
◆ 이온성 가교 타입은 주로 알지네이트 계열 잉크와 같은 이온성 가교 반응을 통해 하이드로젤의 경화를 실현하며, 알긴산 나트륨의 나트륨 이온이 칼슘 이온으로 대체되면 칼슘 알긴산 하이드로젤이 얻어진다.
◆ 온도에 민감한 잉크는 주로 젤라틴 잉크와 같은 가열 또는 냉각을 통해 졸 상태에서 젤 상태로 전환을 실현하며, 인쇄 할 때 노즐을 가열하여 젤라틴을 녹이고 젤라틴 설정을 달성하기 위해 하단 인쇄 플랫폼을 냉각해야합니다.
◆ 감광성 잉크는 주로 빛을 사용하여 잉크의 광개시제를 활성화하여 잉크가 졸 상태에서 젤 상태로 전환되는 것을 실현합니다. -GM 시리즈) 소재.
◆ 전단 박화 잉크는 주로 전단 응력의 증가에 따라 일부 재료의 겉보기 점도가 감소하는 현상을 사용합니다. 졸 상태에서, 예를 들어, 카보머 글루+GelMA 또는 콜라겐은 바이오잉크를 형성하는데 사용된다.
3.3D 바이오 프린팅 과정
다른 형성 원리와 인쇄 재료에 따라 생물학적 3D 인쇄 기술은 3DP, SLS, FDM, SLA 인쇄 등으로 세분화 될 수 있습니다.
4. 3D 바이오 프린팅의 응용 프로그램
3D 바이오 프린팅은 특정 모양의 구조를 제조 할 수있을뿐만 아니라 세포를위한 3 차원 배양 환경을 제공 할 수 있기 때문에 3D 바이오 프린팅은 조직 및 장기 제조에 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 현재, 그것은 주로 연골, 피부, 혈관, 종양 모델 및 기타 복잡한 장기에 사용됩니다. 의 인쇄물.
5. 3D 바이오 프린팅의 미래
3D 바이오 프린팅은 바이오 제조와 적층 제조를 결합한 새로운 기술입니다. 그것은 기계, 재료, 생물학 및 의학과 같은 종합 최첨단 기술입니다. 그것은 조직 공학 및 재생 의학 분야의 연구를위한 새로운 방법을 제공합니다. 현재 Bioprinting은 바이오 잉크 준비, 인쇄 공정 연구 및 개발, 인쇄 장비 개발 및 의료 응용 연구에서 많은 진전을 이루었지만 현재 이러한 연구의 대부분은 제조 문제 해결에 중점을 둡니다. 기능적인 혁신과 응용 프로그램.
