复杂器官的组织有以下重要特点［47]：①三维结构；②要求有实现器官特定功能的特殊微结构；③由多种类型的细胞和细胞外基质组成；④有用于供养器官内细胞的复杂血管网。图5-32 一体化生物制造系统随着细胞打印概念的提出，人们尝试采用了多种不同技术打印细胞，如喷墨式打印、机械压挤式打印、电喷射式打印和激光诱导式打印等。......
2023-06-15
激光诱导式细胞自由成形打印技术
【摘要】：激光诱导式细胞打印技术的原理是利用激光束对细胞的作用力沉积细胞。当激光束对细胞的作用力大于10pN[3]，可使细胞在几十微米至几毫米的范围内移动，进而使细胞沉积并成形。激光发射脉冲时，光能通过透明基体并由激光吸收层吸收，导致下方细胞悬浮液中的细胞射向接收基体并在此基体上形成细胞图形。激光诱导细胞打印技术的主要问题是打印的效率较低，液滴的产生速率仅为100滴／s，不适于高效率地在体外构建人体的组织或器官。
激光诱导式（Laser Induced）细胞打印技术的原理是利用激光束对细胞的作用力沉积细胞（见图5-38）。当一束激光作用于含细胞的细胞悬浮液时，可在平行于激光束和垂直于激光束的两个方向上产生分力，从而使细胞在水平和垂直方向上移动。当激光束对细胞的作用力大于10pN[3]，可使细胞在几十微米至几毫米的范围内移动，进而使细胞沉积并成形。
图5-38 激光诱导式细胞打印原理
为避免激光与细胞的直接作用，使细胞免于受到激光造成的热损伤，在上述基础上又出现了激光诱导转移式（Laser Induced Forward Transfer，LIFT）细胞打印（见图5-39），采用这种打印方法时，在透明基体和细胞悬浮液之间有一激光吸收层。激光发射脉冲时，光能通过透明基体并由激光吸收层吸收，导致下方细胞悬浮液中的细胞射向接收基体并在此基体上形成细胞图形。
激光诱导式细胞打印能操控含细胞液滴的体积在飞升（fL）至纳升（nL）的范围内，分辨率可小于5μm，它是一种无喷嘴、无针管、非接触的打印技术，可将多种生物材料和细胞打印在不同的培养基上，从而防止细胞的污染及培养基的损伤。采用该技术可在不同的位置打印不同的细胞，能够沉积单个细胞至精确的位置，打印后细胞的存活率可达100％。
激光诱导细胞打印技术的主要问题是打印的效率较低，液滴的产生速率仅为100滴／s，不适于高效率地在体外构建人体的组织或器官。
图5-39 LIFT细胞打印原理
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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