剪切机械

ChemRev挤出生物油墨凝胶可

发布时间:2025/1/15 12:31:32   
北京中科白癜风医院刘云涛 http://m.jpm.cn/article-89116-1.html
生物印刷研究人员一致认为,“可印刷性”是生物墨水发展的关键特征,但该术语的含义或实验测量其的最佳方法都尚未建立。此外,关于确定生物墨水可印刷性的潜在机制知之甚少。对这些机制的透彻了解是新生物墨水有意设计的关键。可印刷性域定义为生物墨水要求,这些要求是生物印刷所特有的,并且发生在印刷过程中。美国威克森林再生医学研究所SangJinLee教授团队在8月《ChemicalReviews》综述了题为‘‘PhysicalandChemicalFactorsInfluencingthePrintabilityofHydrogel-basedExtrusionBioinks’’一文。对可印刷性的不同方面以及影响它们的因素进行了回顾。就生物墨水的流变性,详细研究了其可挤出性,细丝分类,形状保真度和印刷精度。化学结构和印刷参数。讨论了这些关系,并确定了需要进一步研究的领域。这项审查有助于生物墨水的开发过程,该过程将继续在生物打印,组织工程和再生医学的成功与失败中扮演重要角色。1.简介生物工程改造人体各种组织或器官的能力是现代研究和医学领域极力追求的目标。组织工程策略利用细胞,信号分子和生物材料来产生最终的组织样产物。尽管利用这些策略已显示出相当大的成功和随时间的改进,但对个性化,大规模,可植入组织构造的需求不断增加。未来的关键是将要利用的制造工艺。制造过程决定了可使用的材料,可以创建的架构以及最终产品的时间和成本。增材制造(也称为3D打印)正在导致社会产品的制造方式发生巨大变化。在组织工程策略中也引起了极大的兴趣。解剖结构通常在患者和疾病进展之间异常,复杂且高度可变,相对于更传统的技术(例如机加工和成型),其优势在于增材制造的灵活性。组织工程领域已经采用了许多不同类型的增材制造方法,以与生物材料和细胞配合使用,称为“生物打印”。其中最常见的是基于挤出的生物打印。基于挤出的生物打印可以轻松地合并多种材料类型,如果需要在生物材料,细胞类型或信号分子方面存在任何区域差异,则必须采用这一策略。为了确保成功进行基于挤压的生物打印,首先是适合通过自动生物制造技术进行处理的细胞配方材料,其中也可能包含生物活性成分和生物材料。这些材料称为生物墨水,必须满足许多困难的要求。首先,它们必须具有生物相容性并且对细胞无毒,并且如果植入后不能促进宿主免疫反应。细胞必须直接悬浮在这种材料中,这既需要足够薄的材料来均匀混合细胞,又需要足够厚的材料来保持这种分布并防止细胞沉降。细胞封装还必须使生物墨水主要由水组成,因此,使用水凝胶。生物墨水必须提供生物活性/细胞附着位点,以允许细胞存活,附着和增殖。它们必须具有适当的机械性能,在驱动细胞行为以及承受处理和植入过程中的机械力方面都最好与组织应用相匹配。适当的溶胀和降解特性也是必要的。营养物质(例如葡萄糖和氧气)必须能够通过材料扩散,以允许细胞在构建体最深处存活。最后,生物墨水还应通过在靶组织的ECM中发现的天然衍生的聚合物,蛋白质和结合位点来指导细胞行为。这些要求是大多数组织工程应用程序所共有的。对于生物打印过程,生物墨水应满足三个基本要求:相对较高的粘度,以保持细胞悬浮均匀并提供初始结构完整性;强大的剪切稀化行为,以最大程度减少打印过程中受剪切应力驱动的细胞损伤;以及快速交叉打印后的链接过程。该综述重点

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