论文部分内容阅读
随着3D打印技术的发展,生物3D打印技术逐渐成为新的研究热点。生物3D打印技术是以体外构建具有生物活性的组织器官为目标的、多细胞/材料精确组装技术,是生命科学、材料科学、制造科学等学科交叉融合的新兴技术,在再生医学、生化传感、药物筛选、疾病模型研究等领域具有广阔的的应用前景。本文首先分析了常用的生物3D打印技术,确定BioLP为研究重点,然后从BioLP的原理入手,研究分析激光能量密度、液膜厚度、溶液粘稠度、靶板与接收层之间间距等关键参数对BioLP性能的影响。在此基础上,参考国外BioLP系统结构和参数,自行设计了一套BioLP系统,并对BioLP系统进行测试,测试表明系统满足设计要求。在定制的BioLP平台上开展探索性实验研究,初步实现了BioLP打印;在此基础上研究了生物墨水配比、液膜制备方法、TiO2吸收层亲水性处理方法对打印结果的影响,采用紫外线照射改善TiO2吸收层亲水性的方法解决了不含SDS生物墨水的液膜制备问题,在此基础上详细测试了激光能量密度、液膜厚度、溶液配比、靶板与接收层之间间距对打印结果的影响,得到上述因素对溶液微阵列影响的变化趋势,并以此得到了合适的打印参数选取范围,制备得到了平均直径为12.6μm的蛋白质溶液微阵列,以及“NUDT”字样蛋白质图样。在对实验系统进行充分的研究后,开展BioLP制备反射率差分生物传感器蛋白质微阵列研究,实现了直径为50μm的protein A微阵列的制备,定向固定人IgG,并成功实现了兔抗人IgG的免疫检测,实验表明BioLP设备制备的蛋白质微阵列形状规则、排列规整且具有较好的活性。利用BioLP设备进一步开展了生物3D打印关键技术研究,实现了30μm线宽的明胶/藻酸盐生物骨架材料的打印,表明BioLP打印精度优于挤压式生物打印设备;实现了成骨细胞打印,打印后细胞经培养可贴壁生长,表明打印后细胞具有活性。上述结果表明,研制的BioLP设备为后续生物3D打印技术研究奠定了坚实的基础。