体积生物3D打印 -- 几十秒内构建复杂活组织结构

荷兰的乌得勒支大学Riccardo Levato教授团队开发了一种基于可见光投影的体积3D打印方法，从甲基丙烯酰化明胶水凝胶中生成具有高活力(>85%)的细胞负载组织结构他们打印了人耳廓模型(图1)、骨小梁模型和半月板模型。

图1.人耳廓模型的体积生物3D打印过程(打印时间:22.7秒)

研究人员在打印时间、打印物品表面光滑程度、细胞存活率等方面对比了体积3D打印、挤出打印、数字光处理 (数字光处理，DLP)打印的差异。结果如图2，图3所示，体积打印在打印时间，表面光滑程度均优于DLP，DLP优于挤出打印。在细胞存活率方面，在打印完成时，体积打印优于DLP打印，DLP优于挤出打印，然而在培养7天后，三种打印方式的差别不大。他们还打印了功能良好的水凝胶球笼式流体阀(图2，D)，球在阀内可以自由浮动。这在传统的3D打印方式很难实现。

图2.几种3D打印工艺比较和体积3D打印结构特点

骨小梁模型体积3D打印形成的结构和错综复杂的互联多孔网络(图3，B)，超越了传统挤出式生物打印技术。将含有MSCs的骨小梁模型在成骨培养基中培养7天，然后与内皮集落形成细胞共培养3天，观察到早期血管生成芽的形成，典型的毛细血管网络前体(图3，D)。