[发明专利]生物打印方法

说明书

本发明涉及一种生物打印方法，所述生物打印方法包括：准备表示待生产组织的三维构成的目标数字模型的步骤；控制生物打印仪器(2)沉积活细胞和生物材料的多个层的步骤，其特征在于，所述生物打印过程还包括：根据一方面待生产产品的所述数字模型和另一方面模型预测变化以及另外待打印组分的特征计算数字打印模型的步骤，控制所述生物打印仪器(2)的步骤是根据以这种方式计算出的所述数字打印模型来执行的。本发明还涉及用于实现该过程的系统。

技术领域

本发明涉及通过计算机辅助转移(transfer)过程来进行激光生物打印的领域，该激光生物打印利用规定的2D或3D构成(organization)来对活体材料以及可选的非活体材料进行建模和组装，以便生成用于在再生医学、药理学以及细胞生物学研究方面使用的生物工程结构。

组织工程旨在设计和开发生物学上合适的替代品，以代替、恢复或保持天然组织甚或器官的功能。在Griffith,L.G.,&Naughton,G.(2002).Tissue engineering--currentchallenges and expanding opportunities.Science,295(5557),1009-1014的文章中描述了示例。

为了使这些人工(重新)建造方法有效，它们必须尽可能精密地复制目标(target)组织的复杂性，从微观尺度到宏观尺度来特征化并且得出由不同组织组分(细胞、细胞外基质、成形素)施加的作用和反作用循环。这些相互作用意味着组织的形状或构成(organization)与它们的功能之间的密切关系。事实是传统的组织工程方法具有许多局限性，特别是控制组织的复杂性的难度、组织的血管化、由此产生的定制和组织的生产安全性。

为了克服这些限制，开始设想生物元素(element)的打印(通常被称为生物打印)，如在Klebe,R.(1988).Cytoscribing:A Method for Micropositioning Cells and theConstruction of Two-and Three-Dimensional Synthetic Tissues.Experimental CellResearch,179(2):362-373以及Klebe,R.,Thomas,C.,Grant,G.Grant,A.and Gosh,P.(1994).Cytoscription:Computer controlled micropositioning of cell adhesionproteins and cells.Methods in Cell Science,16(3):189-192的文章中所讨论的。

该技术允许使生物组织的不同组分(活细胞、生物材料、分子)组织化(organize)，同时保证其打印后特性的保持，然后以3D形式，逐层地组装组织的这些不同组分。生物打印相对于更传统的生物制造方法的主要优点是再现性(自动化)、执行速度(计算机规划/并行化)以及定制能力。

现在存在三种关键的生物打印技术：喷墨、生物挤压以及激光辅助打印(LAB)，如在Dabababneh,A.B.,&Ozbolat,I.T.(2014).Bioprinting technology:a current state-of-the-art review.Journal of Manufacturing Science and Engineering,136(6)的文章中所概述的。

背景技术

现有技术是一种称为“AFA-LIFT”的解决方案，并在B.Hopp,T.Smausz,N.Kresz,N.Barna,Z.Bor,L.D.B.Chrisey,A.Szabo,and A.的文章“Survival andproliferative ability of various living cell types after laser-inducedforward transfer”,Tissue Eng.11,1817—23(2005)中进行了描述。