[发明专利]三维生物打印系统和方法

说明书

提供了三维生物打印的系统和方法。该方法可以包括使用打印机头将生物墨水液滴沉积在基材的打印表面上。所述打印表面浸入液体中。所述生物墨水液滴与所述打印表面之间的第一相互作用促使所述生物墨水液滴附着到所述打印表面上，所述生物墨水液滴与所述液体之间的第二相互作用，进一步促使所述生物墨水液滴附着到所述打印表面上。

技术领域

本申请一般涉及三维(3D)打印，特别涉及用于在液体环境中进行3D打印、打印包括管状结构的对象以及使用生物材料打印3D对象的系统和方法。

背景技术

3D打印通常是指在基材的打印表面上通过沉积材料或固化材料来创建3D对象的技术。3D生物打印已被用于打印包括组织或器官在内的生物组分。现有的3D生物打印技术通常采用固化过程来固化打印的生物组分，这可能会对细胞造成损害并降低细胞存活率。此外，打印的组织或器官的生物学功能往往受到限制，这至少部分是由于难以生成血管网络所导致的。因此，需要用于打印具有更高的细胞存活率和更强的生物学功能的3D组织或器官的系统和方法。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种在液体环境中进行三维(3D)打印的方法。该方法可以包括使用打印机头将生物墨水液滴沉积在基材的打印表面上。所述打印表面浸入液体中。所述生物墨水液滴与所述打印表面之间的第一相互作用促使所述生物墨水液滴附着到所述打印表面上，所述生物墨水液滴与所述液体之间的第二相互作用，进一步促使所述生物墨水液滴附着到所述打印表面上。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于打印包括管状结构的对象的方法。该方法可以包括使用打印机头将第一材料沉积在包括具有管状结构的支架的基材上；在将所述第一材料沉积在所述基材上的同时，供给第二材料，所述第二材料是所述管状结构内的流体。所述支架可被所述第二材料渗透，并用于允许所述第二材料到达所述第一材料。所述第二材料用于增强或保持所述第一材料的活性。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于打印三维(3D)对象的方法。该方法可以包括(a)在基材的打印表面上沉积包括第一细胞的第一生物墨水；(b)将沉积在所述打印表面上的所述第一细胞在第一细胞培养基中培养第一时间段；(c)在已沉积第一细胞的所述打印表面上沉积包括第二细胞的第二生物墨水；(d)将沉积在所述打印表面上的所述第二细胞在第二细胞培养基中培养第二时间段；(e)重复(a)(d)并允许沉积的所述第一细胞和所述第二细胞凝聚以形成3D对象。

根据本申请的又一个方面，提供了一种用于三维(3D)打印的系统。该系统可以包括一个或以上打印机头，所述一个或以上打印机头用于沉积一种或以上类型的生物墨水；定位装置，所述定位装置与所述一个或以上打印机头相连，并用于驱动所述一个或以上打印头相对于基材的打印表面移动；控制模块，所述控制模块用于控制定位装置，使得所述一个或以上打印机头就位，以在浸没在液体中的所述打印表面上的一个或以上目标位置上沉积生物墨水液滴。所述液体包括一种材料，所述材料使得所述生物墨水液滴和所述打印表面之间的第一相互作用促使所述生物墨水液滴附着在所述打印表面上，所述生物墨水液滴与所述液体的第二次相互作用进一步促进了所述生物墨水液滴在所述打印表面的附着。

本申请的一部分附加特征可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特征对于本领域技术人员是显而易见的。本申请的特征可以通过以下讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面的实践或使用来实现和获得。

附图说明

本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图未按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的示例性打印系统的示意图；

图2是根据本申请一些实施例所示的示例性计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；