自 2000 年代初發(fā)表 3D 生物打印技術(shù)研究以來，人們對(duì)將這種創(chuàng)新的生物制造策略用于廣泛的生物應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚的興趣。3D生物打印技術(shù)能夠逐層定位生物材料、活細(xì)胞、生長(zhǎng)因子、藥物和其他生物活性成分，為構(gòu)建3D功能組織帶來了的諸多優(yōu)勢(shì)。

時(shí)至今日，生物打印通過3D組織建模在再生醫(yī)學(xué)、藥物開發(fā)、個(gè)性化醫(yī)療和系統(tǒng)生物學(xué)的新方法中發(fā)揮著重要作用，改變了當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)研究的前景，并對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的未來產(chǎn)生了重大影響。

3D生物打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

我們通?？梢詫⑸锎蛴〖夹g(shù)分為 4 大類：（a） 立體光刻、（b） 噴墨、（c） 激光輔助和 （d） 擠出。雖然每種3D打印方法都有其優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，但擠出生物打印產(chǎn)生了大的影響，并繼續(xù)在塑造3D生物打印技術(shù)方面發(fā)揮重要作用。

基于擠出的生物打印，其中機(jī)械或氣動(dòng)力通過噴嘴逐層沉積生物墨水，已成為近年來研究廣泛的技術(shù)。與其他生物打印方法相比，基于擠出的生物打印技術(shù)具有成本效益、打印速度相對(duì)較快、與多種生物材料的兼容性等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，是初學(xué)者容易獲得和易于使用的技術(shù)。

3D生物打印應(yīng)用趨勢(shì)

當(dāng)我們考慮生物打印的短期和長(zhǎng)期應(yīng)用時(shí)：從基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)研究到用于臨床前藥物測(cè)試和再生醫(yī)學(xué)的 3D 組織/疾病模型，我們提出了與 3D 生物打印技術(shù)研究相關(guān)的 3 個(gè)主要主題。

應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型研究

在與40D生物打印技術(shù)相關(guān)的所有出版物中，約有3%涉及在特定器官或組織中的應(yīng)用。其中骨骼、血管組織、神經(jīng)組織和關(guān)節(jié)軟骨占報(bào)告出版物的>50%。自 2011 年以來，3D 生物打印組織已被用作疾病體外研究的病理學(xué)模型（例如癌癥模型），主要用于高通量篩選和新藥發(fā)現(xiàn)。

生物材料與細(xì)胞研究

生物墨水的新配方一直是3D生物打印技術(shù)中令人興奮的研究課題之一。生物材料的研究約占所有25D生物打印技術(shù)出版物的3%，主要集中在研究聚合物，以獲得適合每種應(yīng)用的具有機(jī)械、化學(xué)和生物特性的生物墨水。

生物墨水的另一個(gè)關(guān)鍵成分是細(xì)胞。應(yīng)用于3D生物打印的細(xì)胞類型的研究約占所有出版物的15%，重點(diǎn)關(guān)注研究不同類型干細(xì)胞（例如，間充質(zhì)干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、脂肪來源的干細(xì)胞）的活力、分化和成熟。球狀體和近的類器官也被用于生物打印，并在過去幾年中受到關(guān)注，為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和 3D 疾病建模帶來了令人興奮的發(fā)展。

過程驅(qū)動(dòng)的研究

新的3D生物打印技術(shù)和平臺(tái)的開發(fā)旨在設(shè)計(jì)具有更好分辨率、更好成本效益、更高打印速度和更少細(xì)胞損傷的系統(tǒng)。此外，這些新策略的開發(fā)是為了允許創(chuàng)建更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可以更好地概括體內(nèi)人類生物學(xué)。

隨著我們對(duì)動(dòng)物研究的依賴性降低，我們觀察到人們對(duì)將3D生物打印技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究方案的興趣日益濃厚。3D 組織和細(xì)胞培養(yǎng)物以及器官芯片提供了創(chuàng)新的解決方案，通過重建由人體細(xì)胞和組織材料組成的生理相關(guān) 3D 結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)人體器官、組織和疾病的結(jié)構(gòu)和功能，加速基于人類的體外模型的進(jìn)步。

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