视频回放：3D生物打印技术在角膜模型、血管化皮肤模型等中的应用

一 挤出式3D生物打印技术应用案例

1 角膜模型应用案例
研究背景和重要性：角膜是眼睛的最外层，负责控制光线进入眼睛的传输，对视觉起着至关重要的作用。然而，由于角膜受损或疾病导致的视力问题在全球范围内十分普遍，因此创建高细胞活力的人工角膜模型对于视力恢复和角膜移植研究具有重要意义。

研究过程：
1)    模具创建：研究团队首先从人类角膜获取模具，创建出角膜的框架结构。
2)    Fresh Printing技术：Fresh Printing是一种用于打印低粘度材料的技术，通过使用支持浴材料实现。这种支持浴材料在高剪切应力下表现为粘性流体，但在低剪切应力下则表现为刚体。打印时，喷嘴在支持浴中移动时能够轻松移动，而材料挤出后会被固定在支持浴中。
3)    打印过程：使用Fresh Printing技术和BioX打印机，他们在支持浴中打印角膜模型。这是因为使用的墨水具有低粘度，支持浴能够提供必要的支撑。
4)    细胞活力检测：打印完成后，研究团队检测了细胞活力。在打印的角膜构建中封装了角膜角质细胞，成功创建了具有高细胞活力的人工角膜。
5)    使用的材料和设备：

• 支持浴材料：Life Support
• 打印机：BioX和Incredible

展示：研究团队展示了使用Fresh技术打印的胶原蛋白构建，通过在37摄氏度下溶解支持浴，获得了最终的构建。

2 血管化皮肤模型应用案例

研究背景和重要性：皮肤由多个层次组成，每层都有不同类型的细胞。在皮肤再生研究中，创建具有血管化的皮肤模型对于新疗法的研究至关重要。

研究过程：
1)    层次结构创建：研究团队创建了两个生物墨水，每种墨水代表皮肤的不同层次：真皮层和表皮层。每种墨水中都包含不同类型的细胞。
2)    三步打印过程：

• 第一步：打印真皮层，使用含有真皮细胞的墨水。
• 第二步：进行一段时间的孵育，使细胞适应和生长。
• 第三步：打印表皮层，使用含有表皮细胞的墨水。

3)    血管化过程：在真皮细胞墨水中加入内皮细胞，这些细胞能够自我组装成微血管结构。
4)    动物移植实验：打印完成后，研究团队将构建移植到动物体内，观察其血管生成和灌注情况。结果显示，移植的皮肤构建能够与宿主动物的皮肤整合，形成血管连接，实现血管化和功能性整合。

展示：研究团队展示了皮肤模型的不同层次和血管结构的显微图像，说明了细胞的生长和自我组装过程。

3 其他应用案例

病毒感染研究：一组德国研究人员使用3D生物打印技术研究了流感病毒在3D打印肺模型中的感染机制。通过在模型中模拟病毒感染过程，研究人员能够更好地理解病毒如何在细胞中传播和引发感染。

二 基于DLP的3D生物打印技术应用案例
1 LumenX应用案例

（1）技术背景和重要性：
LumenX使用数字光处理（DLP）技术，能够打印出更小、更复杂的结构，适用于创建微流控等应用。

（2）研究过程：
材料和光源：
使用405纳米光源和可加热平台，材料与细胞混合后进行打印。使用的生物墨水为PEGDA基和GelMA基生物墨水，PEGDA基墨水具有不同的硬度。

微流控应用：
研究团队使用LumenX创建了肝脏模型和肺泡模型，通过打印复杂的通道结构来模拟器官的功能。在肝脏模型中，培养了肝细胞和HUVEC细胞，模拟血管结构。

气体交换研究：
在肺泡模型中，研究团队通过两个独立通道进行气体交换实验。一个通道内灌注缺氧血细胞，另一个通道内灌注含氧气体，观察到气体扩散和氧气交换的过程。

2 HolographX应用案例

技术背景和重要性：
HolographX使用全息立体光刻技术，能够打印出更精细、复杂的结构，如类器官和肿瘤模型。

研究过程：
细结构打印：研究团队展示了使用HolographX打印的类器官和血管结构，这些结构非常精细，具有高分辨率。

动物移植实验：打印的肿瘤模型被移植到小鼠体内，研究观察了模型与宿主血管的整合情况。

综合应用：研究团队展示了将不同打印技术结合使用的潜力。例如，使用LumenX打印微流控通道结构，再使用BioX打印组织结构，创建更复杂的器官芯片模型。