چاپ زیستی سه بعدی (Bioprinting )
یک فرآیند تولید افزودنی است که در آن مواد بیولوژیکی مانند هیدروژل ها یا سایر پلیمرها با سلول ها و فاکتورهای رشد ترکیب می‌شوند و سپس برای ایجاد ساختارهایی مانند بافت که از بافت های طبیعی تقلید می‌شود، چاپ می شوند.
روند چاپ زیستی سه بعدی عمدتا شامل مراحل maturation , printing , preparation و application است. این فرآیند را می‌توان در سه مرحله اصلی خلاصه کرد:
Pre-bioprinting:
شامل ایجاد یک مدل دیجیتالی است که چاپگر تولید می‌کند. فن آوری های مورد استفاده، اسکن توموگرافی (CT) و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) است.
bioprinting:
فرآیند چاپ واقعی است ؛ جایی که bioink در یک کارتریج چاپگر قرار می‌گیرد و رسوب گذاری بر اساس مدل دیجیتال صورت می‌گیرد.
Post-bioprinting:
پس از عمل زیستی، تحریک مکانیکی و شیمیایی قطعات چاپی به منظور ایجاد ساختارهای پایدار برای مواد بیولوژیکی اعمال می‌شود.
چاپ زیستی سه بعدی چگونه کار می کند؟
پرینت زیستی یک فرآیند تولید افزودنی مشابه پرینت سه بعدی است ، از یک فایل دیجیتال به عنوان طرح اولیه برای چاپ لایه به لایه یک شی استفاده می کند. اما برخلاف پرینت سه بعدی، چاپگرهای زیستی با سلول ها و مواد زیستی چاپ می کنند و ساختارهای اندام مانندی ایجاد می کنند که به سلول های زنده اجازه تکثیر می دهند. به طور کلی، چاپ زیستی سه بعدی مبتنی بر موقعیت یابی دقیق لایه به لایه اجزای بیولوژیکی، مواد بیوشیمیایی و سلول های زنده، با کنترل فضایی محل قرارگیری اجزای عملکردی ساختار سه بعدی ساخته شده است.
انواع روش های چاپ زیستی سه بعدی
1_ چاپ لایه‌ای (Layer-by-Layer Printing):در این روش، مواد زیستی به صورت لایه‌ای بر روی هم قرار می‌گیرند تا ساختار نهایی شکل بگیرد. این روش معمولاً با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی انجام می‌شود.
2_چاپ جت سیالی: در این روش، سلول‌ها و مواد زیستی به صورت قطرات ریز بر روی بستر چاپ می‌شوند. این تکنیک امکان کنترل دقیق بر روی موقعیت و چگالی سلول‌ها را فراهم می‌کند.
3_ چاپ فیلمنت ذوب شده : در این روش، مواد زیستی به صورت رشته‌های ذوب شده از نازل پرینتر خارج می‌شوند و بر روی بستر قرار می‌گیرند. این تکنیک بیشتر برای تولید ساختارهای ساده استفاده می‌شود.
4_ چاپ لیزری : در این روش، از لیزر برای انتقال سلول‌ها و مواد زیستی به بستر چاپ استفاده می‌شود. لیزر دقت بالایی دارد و امکان ایجاد الگوهای پیچیده را فراهم می‌کند.
5_ چاپ با استفاده از هیدروژل‌ها: هیدروژل‌ها به عنوان محیط‌های کشت مناسب برای سلول‌ها عمل کرده و امکان رشد آن‌ها را فراهم می‌کنند. در این روش، هیدروژل‌های حاوی سلول‌ها چاپ شده و سپس تحت شرایط خاصی سخت می‌شوند.
6_ چاپ با استفاده از تکنیک‌های الکتروفیلتراسیون: در این روش، الیاف نازکی از مواد زیستی تولید شده و سپس به شکل دلخواه جمع‌آوری می‌شوند تا ساختارهای سه‌بعدی ایجاد کنند.
7_ چاپ با استفاده از تکنیک‌های بیوشیمیایی: برخی از روش‌های چاپ زیستی شامل ترکیب مواد شیمیایی خاص برای ایجاد واکنش‌هایی هستند که منجر به تشکیل ساختارهای جدید می‌شوند.
References:
