高精度3D打印生物支架定制

来源：EngineeringForLife

常规3D打印聚合物，精度只能控制在100-200微米量级（主要指打印出的纤维直径），考虑到细胞的尺寸在10微米左右，如果打印一个生物支架，100微米粗的柱子对10微米尺寸的细胞就有点像一座大山，细胞爬满整个支架的效率很低。如果将支架丝径降到接近乃至小于细胞尺度，会有什么有趣的现象呢？

EFL团队在超高精度支架制造方面有多年积累，可实现支架丝径可从3-50微米可控，在高精度支架上可实现纯结构调控细胞生长，如我们发现细胞可以类似竹子式的生长……除了再生医学应用外，高精度支架因所含微纳纤维，具有比表面积大、柔性好、孔隙率高等优点，还能广泛用于生化传感等领域。相关研究已发表在Materials Horizons，Small，Biofabrication等知名期刊（点击查看专题介绍），现推出支架定制服务。

1 片状支架
高精度膜片

多尺度膜片

高精度图案

可定制参数

2 管状支架
高精度管道

类血管支架

可定制参数

3 应用案例
细胞行为研究
常规的3D打印聚合物，精度只能控制在100-200微米数量级，而近场直写打印的支架精度为3-50微米（接近细胞尺度），可以很好地促进细胞粘附、增殖、分化及定向，可用于纯结构调控细胞行为研究。

细胞膜片构建

结构诱导细胞定向

器官芯片构建
高精度支架作为柔性线框模具，可实现微纳尺度的高效制造，方便灵活地制造微流控芯片，用于细胞定向、细胞图案化、器官芯片研究。

凝胶芯片制造及细胞定向诱导

多尺度血管芯片制造

水凝胶增强
针对软组织修复用水凝胶无法满足强度、韧性和缝合性要求的瓶颈，利用高精度支架作为结构增强相，基于协同增强效应来提高水凝胶的力学性能，提高组织修复成功率。

高精度支架复合GelMA水凝胶用于软骨修复

高精度支架复合fibrin水凝胶用于瓣膜修复

参考文献
[1] Xie Chaoqi, Gao Qing, Wang Peng, et al. Structure-inducedcell growth by 3D printing of heterogeneous scaffolds with ultrafine fibers.Materials & Design, 2019.
[2]Gao Qing, Xie Chaoqi, WangPeng, et al. 3D printed multi-scale scaffolds with ultrafine fibers for providingexcellent biocompatibility. Materials Science and Engineering: C, 2019.
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