开发一种经济实惠的温控喷头挤出式3D生物打印机

生物打印机在再生医学和其他生物医学工程应用中展现出良好的前景。在这项工作中，我们展示了一种灵活且具有成本效益的DIY生物打印机设计，该打印机能够以0.050.1 mL/min的流速和500700 m的有效分辨率打印/生物打印明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）和Pluronic构件。该生物打印机最显著的特点是其通过在打印过程中简单调节挤出温度来控制生物墨水的流变性。通过在喷头内循环温控水来实现这一点，该喷头被设计为一个由水循环夹套围绕墨水/生物墨水 cartridge 组成的单一3D打印组件。循环温水或冷水的灵活性允许系统根据生物墨水成分的需求进行调整。在此，我们展示了通过分别降低或提高温度来控制GelMA或Pluronic纤维的可打印性，从而调节其粘度。此外，任何带有Luer锁的商业针头都可以被纳入喷头，使得能够使用单个喷头轻松制造不同直径的纤维。我们展示了我们的生物打印机能够以高保真度打印简单的2D构件（即，GelMA线的厚度约为522 ± 36.83 μm，可以100 mm min⁻¹的线速度打印）和最多由五层含细胞的5% GelMA构成的3D构件。我们还展示了通过针头（直径为300 μm）生物打印的C2C12细胞在打印后具有良好的存活率（约90%），并且在7天培养后能良好扩展。该生物打印机的展示可能会显著促进生物打印机的使用，因为其制造成本低、灵活性强、开源特性、易于修改和适应不同的3D打印喷头的使用以及能够使用GelMA进行生物打印的能力。