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生物打印入门:如何在家进行生物打印

来源:中喷网 发布日期:2026-01-07 266

 

编者:中喷网 墨宸

生物打印是一个令人兴奋的领域,它激发了人们对弗兰肯斯坦和其他一些科幻场景的想象,这些场景常常让我们感到一丝不安。那么,一个人如何在自家车库里创造出自己的怪物呢?嗯,目前这听起来确实有些天方夜谭,但我们仍然可以通过一些小的方式参与到这个领域中来。

一直以来,生物打印领域似乎并没有在普通创客群体中占据显著地位。医疗保健行业整体上通常由私营部门主导。那么,当一个人甚至不知道需要哪些资源,也不知道如何入门时,他如何才能获得从事3D生物打印工作的机会呢?

3D生物打印的关键在于原型材料的选择。通常,3D打印机使用不同的材料来制造产品,例如PLA、ABS、木纤维、PET、PVA、尼龙和TPU。生物打印材料的难点不在于模型和设计本身的结构,而在于如何制造出符合生物学规律的物体。这种限制迫使材料必须具备与体内不同位置相对应的特定加热和冷却特性。比热容和对不同温度范围的耐受性对于生物打印材料至关重要。即使能够创建3D结构,复制人体内不同器官复杂的血管结构仍然存在困难。这导致3D生物打印领域面临诸多亟待解决的问题。

生物打印水凝胶

那么,3D生物打印的第一步是什么呢?让我们重点关注一些理想的材料,因为它们非常适合当前和未来的应用。以下是一些目前用于生物打印的材料:

• 生物墨水

• 水凝胶

• 海藻酸盐

• PEG(聚乙二醇)

• PCL(聚己内酯)

• PGA(聚乙醇酸)

• 普朗尼克斯

在后续文章中,我们将更深入地探讨以上每一种材料。现在,我们先对其进行简要概述。

生物墨水是由活细胞构成的物质,可用于3D打印复杂的组织模型。生物墨水是一种能够模拟细胞外基质环境的材料,可以支持活细胞的黏附、增殖和分化。

水凝胶是由亲水性聚合物链构成的网络,有时以胶体凝胶的形式存在,其中水是分散介质。亲水性聚合物链通过交联连接在一起,形成三维固体结构。藻酸盐是一种广泛分布于褐藻细胞壁中的多糖,它与水结合形成粘稠的胶状物。

海藻酸盐是由褐藻制成的。

海藻酸盐是一种广泛分布于褐藻细胞壁中的多糖,它与水结合形成粘稠的胶状物。

聚乙二醇(PEG)作为泻药销售,但同时也是牙膏中的稳定剂。

聚乙二醇(PEG)是一种聚醚化合物,用途广泛,从工业制造到医药领域均有应用,并且经常用于制造 3D 打印用的水凝胶。

聚己内酯(PCL)是一种生物可吸收聚酯,其熔点较低,约为 60 °C,玻璃化转变温度约为 -60 °C。

聚乙醇酸 (PGA)是一种可生物降解的热塑性聚合物,也是最简单的线性脂肪族聚酯。PGA 可用作支架和支撑材料。

Pluronic是一种非离子型三嵌段共聚物,由一条疏水的聚氧丙烯(聚环氧丙烷)链和两条亲水的聚氧乙烯(聚环氧乙烷)链组成。

现在我们对可用的材料有了一些了解,接下来的问题就是选择哪种类型的打印机。大多数工业级生物打印机的价格对于普通消费者来说都难以承受。创客社群购买3D生物打印机的选择也十分有限。此外,似乎也缺乏指导人们如何进行生物打印的互联网资源。为了帮助大家在家进行生物打印,我们将尝试搭建一套3D生物打印装置,并提供一份指南,供所有对生物打印感兴趣的人参考。作为本文的后续内容,请关注我们关于上述生物材料的信息,以及分别介绍每种材料及其与3D生物打印关系的文章。敬请期待更多DIY生物打印的技巧和窍门。

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