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細胞打印技術對細胞進行分類
2022-09-13 17:24
細胞打印根據其分散細胞油墨的方法，可分為五大類。噴墨單元打印是以普通噴墨打印機的打印原理為基礎的。它利用熱氣泡或壓電式體積變化擠壓墨盒中的細胞墨水，分散地產生含有細胞的細胞墨水液滴，并將它們噴出來。
微擠壓細胞細胞打印技術是利用機械力或氣壓等驅動力，直接通過微噴嘴連續擠壓生物材料和細胞，構建三維生物結構。由于常用的微擠壓細胞打印機的噴嘴直徑多在100微米級別，打印精度一般，但擠壓工藝可打印高粘彈性的生物油墨，容易實現三維生物實體的構建。此外，在犧牲精度的同時，增大了每個離散單元的體積，間接提高了細胞打印效率和細胞存活率。
激光直寫式細胞打印技術，是利用光壓控制細胞排列在具有高精度的空間結構上，單細胞的精度水平提高，而且精度提高的結果是成型效率明顯降低，這一過程也很難打印粘度高的生物材料，使得其打印三維生物結構的能力降低立體光刻三維細胞打印技術，通過激光或紫外光在空間中的掃描運動，可使含細胞的光刻膠立體固化成型，產生預先設計好的三維生物結構。
雖然細胞打印工藝具有高度的靈活性，但其成型效率并不令人滿意。有些顯影劑不再采用激光小光斑掃描立體固化成型，而是利用投影儀原理，進行表面投影，每一層同時固化成型。根據投影儀的類型，該工藝可分為液晶投影儀和數字微鏡設備投影儀。
兩者的本質區別在于，液晶投影儀先將光源分為三個單色光，然后通過三個液晶切片來控制這三個單色光的亮度。然后合成出所需的光和圖案，DMD只需利用一組數字微反射鏡就可以反射光源來實現這一點。細胞打印的光敏水凝膠提前儲存在成型室，會造成材料浪費，難以產生各種異質胞結構。而且，大多數光敏水凝膠具有不同程度的毒性，因此這一過程的細胞存活率并不好。
細胞打印結構只是細胞和生物材料的3D組裝，并沒有形成組織特征。因此，打印出來的3D細胞結構需要經過適當的培養條件才能形成組織功能。需要保證生物材料的生物相容性、力學性能和功能性、介質的充足供應和廢棄物的充分排放等。有些組織甚至需要特定的生物反應器，通過流體、力或電的刺激來實現它們的功能。
綜上所述，細胞打印的每個環節都充滿了不同甚至矛盾的技術挑戰，需要多學科、跨背景的知識和多年的經驗積累來解決。
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