组织工程与生物材料

生物墨水

生物墨水,是生物打印机当作墨水使用的那种可打印、含细胞的凝胶。纸张打印机喷的是有色液体,生物打印机挤出的,则是一种内部悬浮着活细胞的柔软凝胶。因此生物墨水既是建造材料,又是所载之物——它运送细胞,并在打印之后恰到好处地变硬,以撑住新组织的形状。

调配一款好的生物墨水,是一桩棘手的平衡之术。它既要足够稀薄,能顺畅地流过细小的喷嘴,又要在打印后立即变硬,免得各层瘫软成一摊。与此同时,它还必须足够柔软、湿润、富有营养,好让搭乘其中的娇嫩细胞挺过挤压、感到自在,而不至于被压坏或饿坏。

大多数生物墨水以水凝胶为基础——这是一种吸水膨胀的聚合物网络,模拟出真实软组织那种湿润而有弹性的触感。配方常按组织类型逐一调校,有时还会掺入天然的细胞外基质蛋白,让细胞认出熟悉的环境。简而言之,生物墨水是决定成败的关键原料:打印出的细胞是存活茁壮,还是干脆死去,往往就看它。

可以把生物墨水想成一团软果冻,里面均匀悬浮着许多“糖珠”,每一粒糖珠都是一个活细胞。它必须能流过喷嘴而不压坏糖珠,随后又凝固得足够结实,让打印出的形状撑得住,而不会重新化回一摊。

生物墨水既要稀得能打印,又要温和到让其中的活细胞存活下来——这是一个很难拿捏的平衡。

又称
生物墨水