3D打印技術近年來被廣泛應用于組織工程應用中先進的解決方案，利用這一技術可以穩(wěn)定可靠加工特定尺寸的復雜三維支架深入交流，以有效構筑三維生物模擬環(huán)境用以相關生命科學研究的方法。本文以類巴基球這一新型支架結構為例具體而言，展示面投影微立體光刻3D打印技術如何快速大面積制作三維精細復雜組織支架研究進展。

   細胞在三維生理環(huán)境中的形貌和分化與其在二維組織培養(yǎng)環(huán)境中有很大的差別無障礙，近年來研究者們對三維結構系統(tǒng)中的細胞生理行為進行了廣泛研究。然而快速融入，這些三維組織系統(tǒng)在化學組分發揮重要帶動作用、力學特性和形狀等方面相比二維系統(tǒng)都復雜的多。如何穩(wěn)定可靠加工出高質量的三維聚合物支架用于后續(xù)系統(tǒng)研究細胞的相關行為意料之外，仍是首要亟待解決的難題文化價值。3D打印憑借其任意復雜三維加工的優(yōu)勢，已被廣泛應用于加工各類型組織支架效果。（如圖1所示）

圖1 使用3D打印技術制作的各類型三維組織支架

相比于其他3D打印技術有所應，面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術具有打印精度高、打印速度快合作關系、大幅面跨尺度加工著力提升、材料適應范圍廣（聚合物、生物陶瓷等材料）等諸多優(yōu)點傳遞，可適應多種支架結構的打印制作融合。如圖1c所示，利用PμSL 3D打印技術加工的人工軸突支架相關性，可用于直接觀察和定量髓鞘形成過程完成的事情，以及髓鞘化細胞對物理因素和藥劑的反應。圖1f所示的青蛙骨頭支架穩定，被用作生長因子傳遞的載體工具改造層面，最終實現(xiàn)了骨骼缺損中軟骨到骨骼的再生。
然而優勢與挑戰，對于一些新型的精細支架結構經驗分享，由于其結構復雜程度高解決方案、特征尺寸小、以及大幅面小批量制作的需求有力扭轉，普通精度的面投影微立體光刻技術3D打印技術仍然難以滿足其制作要求上高質量。如圖2所示的鏤空類巴基球結構組織支架（巴基球結構即C60的分子結構，此處討論的結構由該結構衍變而來）廣度和深度，單個支架整體尺寸為200 μm直徑深入交流，其中的桿徑為14 μm，表面開孔邊長為25 μm顯示。對于普通精度光固化3D打印技術雙向互動，由于其設備光學分辨率通常大于50 μm，*無法打印出14μm的特征細節(jié)設計能力。

圖2 類巴基球結構組織支架

深圳摩方材料科技有限公司利用其開發(fā)的2 μm光學精度設備nanoArch® S130設備品牌，成功實現(xiàn)了對這一新型支架結構的加工制作。對于結構中的十幾微米桿徑更為一致，用2 μm的高分辨像素點可輕易加工完成等形式。另一方面，這一結構為高密度結構研究與應用，即結構表面開孔只有二十幾微米相貫通，特別是在Z方向上。這對于基于層層堆疊的3D打印技術同樣是個巨大的挑戰(zhàn)積極影響，即層與層之間既要保持良好的粘接性以實現(xiàn)穩(wěn)定的支架結構自動化方案，又要控制其每層固化厚度在合理的數(shù)值范圍以保持所需的開孔尺寸。摩方材料通過調節(jié)打印材料固化深度越來越重要、打印層厚及切片圖片線上線下，有效地平衡了材料固化厚度和極小開孔尺寸之間的關系，最終制作出高質量的類巴基球結構組織支架醒悟，如圖3所示數據顯示。

圖 3 摩方材料nanoArch® S130打印的類巴基球組織支架結構

本文以類巴基球結構組織支架為例，展示了面投影微立體光刻3D打印技術在三維組織支架方面的加工優(yōu)勢也逐步提升，為三維結構系統(tǒng)中的細胞生理行為的研究提供了良好的樣件平臺記得牢，可有效促進相關組織工程、再生醫(yī)藥等應用領域的發(fā)展重要的作用。對于類巴基球這一新型3D組織支架的生物應用研究更多可能性，本公眾號將在后續(xù)進行詳細報道。