成像技术改进生物打印植入物

(a-c)薄层荧光显微镜和挤压装置用于实时显示细胞载水凝胶的挤压图像。侧面和底部视图(c)说明光表配置,显示两者之间的光表创建镜子在毛细管的宽度和检测目标放在垂直的光表允许低毒性2 d照片(中腔片)和3 d图像捕获。图(d)显示毛细血管中细胞的三维重建图，图(e)显示放大后的(d)蓝框和红框的细胞，强调了该技术成像细胞形态和过程的能力。(e)中的蜱虫对应10 μm。

来源:Poologasundarampillai等人，生物打印2021 (CC BY 4.0)

加法制造（新利18官方)平台通过移动一种特殊的bioink这个过程可能会导致细胞在穿过狭窄的试管时受损。

利用一种显微镜技术，在狭窄管内流动的材料中发光，研究人员已经能够检查和揭示生物打印过程中细胞损伤如何发生的重要信息。

成像过程可以更好地理解生物墨水流动动力学和细胞运动，使研究复杂的毛细管设计和过程改进3D生物打印和打印的结构。

将他们的发现发表在生物打印，科学家们揭示，他们的成像技术照亮了一系列水凝胶细胞的行为和损伤模式，这取决于挤压速度和打印过程中使用的管的性质。

该报告的合著者、伯明翰大学牙科学院生物材料和生物成像研究员gosihan Poologasundarampillai博士评论道:“增材制造平台正在改变全球的研究和制造。我们使用光片荧光显微镜(LSFM)来模拟挤压生物打印过程中细胞最可能受损的部分。

“我们已经证明了基于lfm成像的能力，在使用不同的生物墨水挤压过程中，为细胞和流体的运动和流动模式提供了新的见解。之前关于打印过程中细胞的流动行为和机械应力的研究缺乏这种关于细胞动力学的信息，经常导致对流体行为和流动建模的错误假设。”

生物打印允许以一层一层的方式将生物材料自动构造成复杂的、预定义的结构。这些生物打印结构可以在体外成熟，生成组织和器官的体外模型，用于疾病建模和药物筛选。

基于挤压技术的3D生物打印技术由于其制造速度快、精度高、简单易行而被应用于生物制造领域。这个过程通常会产生一种有生命的物质，即挤压水凝胶通过直径从50 μm到1mm的细毛细管。

“印刷参数和水凝胶流动行为可以决定细胞机械损坏的程度,因为他们通过毛细管,但直接观察水凝胶和悬浮细胞在印刷过程中有助于阐明条件导致细胞坏死,“Poologasundarampillai博士解释说。“我们相信，我们的新型成像方法可以进一步开发，以改善3D生物打印的结果。”

研究人员应用他们的成像技术研究生物墨水配方的实时流动，通过毛细管显示恒定和剪切稀释粘度。

尽管挤压技术带来了好处，但更小直径的毛细血管、大流速和高粘度水凝胶的使用会使细胞受损更严重，这些水凝胶是快速打印所需的，具有足够的分辨率和形状保真度。

最佳的生物墨水设计涉及到性能的谨慎平衡，最大限度地提高细胞存活和结构的稳定性。