微流控气泡发生器+DLP 3D打印用于构建3D多孔生物支架

  近几十年来，3D打印技能构建生物支架得到了逐渐开展。与传统的2D细胞培养比较，3D细胞培养支架能够天然安排架构而占有明显优势。此外，已有研讨证明3D多孔支架能够终究靠孔洞结构为细胞的增殖、分散、搬迁以及分解供给更高的分散功率，然后在促进细胞的成长与代谢方面技高一筹。现有构建3D多孔结构的办法常选用构筑微球献身层。该方法尽管成功完成了孔结构的再现却需求耗时的洗脱过程以移除献身层。即使其与高效的3D打印工艺相结合，杂乱的印后洗脱工艺降低了制作功率，一起也约束了孔尺度的灵敏可控性。比较较而言，微流控能够高效且灵敏地操控孔尺度，在制备多孔支架方面具有巨大的开展的潜在才能。因而根据微流控芯片来构建3D多孔支架是一项极具研讨含义的作业。

  已有研讨测验将微流控气泡发生器与挤出式3D打印相结合然后取得一系列3D多孔结构。但是该战略在制作高度较高的杂乱结构时功率往往较低。根据光交联的数字光处理打印（DLP）技能因其快速光交联的优势非常有利于构建高维度杂乱多孔支架。因而，运用根据微流控芯片的气泡发生器开发DLP打印的多孔结构是一种很有出路的研讨战略。

  近期，美国哈佛医学院（Harvard Medical School）的一项研讨创造性地将微流控气泡发生器与自主研制的自下而上式3D打印机相匹配（图1），初次完成了一步制作多孔尺度灵敏可控的，且可构成杂乱几许结构的3D多孔支架。该战略经过调理打印墨水的流速与进入微流控气泡发生器的气压完成气泡直径从747 μm ~ 143 μm的自在调理。根据此调理机制，完成了不同杂乱程度图画的打印，如图2所示。即使是构建高度较高的几许结构（图3）也能够轻松完成。

  图1 （A）微流控气泡发生器示意图；（B）自主研制的DLP自上而下式3D打印机的原理图

  图2 （i）计算机规划的不同杂乱程度的打印图画；（ii）运用DLP打印出的结构；（iii）打印结构的扩大细节图

  图3 （i）用于DLP打印多孔支架的CAD结构规划图；3D打印多孔支架的（ii）俯视图与（iii）侧视图

  整体而言，这项作业经过DLP打印技能结合微流控气泡发生器，完成了气泡尺度巨细灵敏可控的多孔生物支架的构建。该战略的成功有望为安排工程、再生医学等范畴的安排支架构建供给新思路。