3Dバイオプリンティングは、3Dバイオプリンターを使用して細胞の足場を作成し、細胞を足場に播種して細胞を成長させる技術です。 バイオプリンティングは、バイオインクを使用したレイヤーバイレイヤーの製造方法を使用して、生体組織を模倣し、組織のような複雑さを持つ正確に制御された3D組織構造を生成できる細胞足場を作成します。 医療および組織工学の分野で優れた用途があります。 バイオプリンティングは現在、薬物検査のために組織や臓器を印刷したり、細胞の足場を作ったりするために使用できます。 これらの足場は、関節軟骨または靭帯再生技術で使用することができます
1.3Dバイオプリンティングの概念
生物学的3D印刷の開発に伴い、その概念も継続的に拡張および拡張されています。 現在、生物学的3D印刷は、広い概念と狭い概念の2つに分けることができます。 広義には、生物医学の分野に直接役立つ3D印刷は、バイオ-3 D印刷のカテゴリと見なすことができますが、狭義には、細胞を含むバイオインクを操作してアクティブな構造を構築するプロセスは通常です。 bio-3D印刷と呼ばれます。
※広い意味で、生物学的3Dプリントは大きく4つのレベルに分けることができます。
①外科的経路計画で現在広く使用されている製品の3D印刷など、生体適合性を必要としない構造の製造。
②チタン合金ジョイント、欠陥修復ボディ用シリコンプロテーゼなど、生体適合性が要求される非分解性製品の製造。
③生体適合性要件、活性セラミック骨などの分解性製品、分解性血管ステントなどの製造。
④ナローバイオ-3D印刷、つまり、生細胞を操作して生体模倣の3次元組織を構築します。たとえば、薬物スクリーニングやメカニズム研究用の細胞モデル、肝臓ユニット、皮膚、血管などを印刷します。操作のプロセスbio -3 D印刷のセルは、セル印刷（セル印刷）とも呼ばれます。
※狭義には、セル印刷とバイオ-3D印刷の概念を入れ替えることができます。 また、臓器プリンティングが見られることもあります。
臓器プリンティングの概念、通常この概念は、狭義の細胞印刷や生物学的3D印刷と互換性があると見なすこともできます
2.3Dバイオプリンティングのコアマテリアルはbioinkです
3D印刷生物は、主にバイオインクを使用して模倣生体組織を作成します。 バイオインクは、最初に、体内の細胞外マトリックス環境と同様に、非常に優れた生物学的活性を持たなければなりません。これにより、印刷された細胞のさらなる発達が促進され、細胞間のコミュニケーションが確立されます。
現在、バイオインクには主に4つのタイプがあります。イオン架橋、温度感受性、感光性、ずり流動化です。
◆イオン架橋型は、主にアルギン酸ナトリウム系インクなどのイオン架橋反応によりヒドロゲルの硬化を実現し、アルギン酸ナトリウム中のナトリウムイオンをカルシウムイオンに置き換えると、アルギン酸カルシウムヒドロゲルが得られます。 。
◆感温インクは、主にゼラチンインクなどの加熱または冷却によりゾル状態からゲル状態への遷移を実現します。印刷時には、ノズルを加熱してゼラチンを溶かし、下部の印刷台を冷却してゼラチン硬化を実現する必要があります。 ;
◆感光性インクは、主に光を利用してインクの光開始剤を活性化し、インクのゾル状態からゲル状態への遷移を実現します。 -GMシリーズ）素材。
◆ずり流動化インクは、主に、せん断応力の増加に伴って一部の材料の見かけの粘度が低下するという現象を利用しています。 ゾル状態では、例えば、カルボマー接着剤とGelMAまたはコラーゲンを使用してバイオインクを形成します。
3.3Dバイオプリンティングプロセス
さまざまな成形原理と印刷材料に応じて、生物学的3D印刷技術は、3DP、SLS、FDM、SLA印刷などに細分化できます。
4.3Dバイオプリンティングのアプリケーション
3Dバイオプリンティングは、特定の形状の構造を製造できるだけでなく、細胞の3次元培養環境を提供できるため、組織や臓器の製造に幅広い用途があります。 現在、主に軟骨、皮膚、血管、腫瘍モデル、その他の複雑な臓器に使用されています。 のプリント。
5.3Dバイオプリンティングの未来
3Dバイオプリンティングは、バイオマニュファクチャリングとアディティブマニュファクチャリングを組み合わせた新しいテクノロジーです。 それは、機械、材料、生物学、医学などの学際的な最先端技術です。 これは、組織工学および再生医療の分野での研究のための新しい方法を提供します。 現在、バイオプリンティングは、バイオインクの調製、印刷プロセスの研究開発、印刷機器の開発、医療用途の研究で大きな進歩を遂げていますが、現在、これらの研究のほとんどは製造上の問題の解決に焦点を当てています。 機能的なブレークスルーとアプリケーション。
