我們經(jīng)常將3D打印技術(shù)用于科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如藥物發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)科學(xué)和再生醫(yī)學(xué)，應(yīng)用范圍從3D打印藥丸和助聽(tīng)器到開(kāi)發(fā)組織支架。 德國(guó)微細(xì)加工專家和3D打印機(jī)制造商N(yùn)anoscribe于2015年發(fā)布了其超高分辨率Photonic Professional GT 3D打印機(jī)，知道在談到納米技術(shù)和3D微縮印刷技術(shù)時(shí)，他們正在談?wù)撌裁?，最近還與兩個(gè)獨(dú)立的3D打印研究小組生命科學(xué)研究。

根據(jù)Nanoscribe的說(shuō)法，其技術(shù)“在高分辨率3D打印機(jī)和專有照片樹(shù)脂材料的相互作用中代表了一種多用途的方法”，用于制造生物相容的3D微型器件。 它所幫助的研究 - 一個(gè)關(guān)于細(xì)胞再生，另一個(gè)關(guān)于神經(jīng)接觸 - 展示實(shí)際的3D打印的微型物體對(duì)生命系統(tǒng)是無(wú)害的。

愛(ài)荷華大學(xué)的研究人員利用三維印刷的聚合物支架開(kāi)發(fā)了一種新穎的眼組織生產(chǎn)方法，為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐，使其能夠增殖和再生。該團(tuán)隊(duì)使用現(xiàn)成的光學(xué)樹(shù)脂IP-S和Nanoscribe的Photonic Professional GT 3D打印機(jī)成功地3D打印了多孔支架，并且最近在題為‘雙光子聚合生產(chǎn)人類iPSC衍生物’的論文中發(fā)表了他們的工作成果 視網(wǎng)膜細(xì)胞移植物”。

摘要寫(xiě)道：“在視網(wǎng)膜變性和相關(guān)感光細(xì)胞治療的情況下，聚合物支架對(duì)細(xì)胞存活和整合至關(guān)重要; 然而，由于材料不能引導(dǎo)細(xì)胞對(duì)齊，所以事先實(shí)現(xiàn)這個(gè)概念的嘗試一直不成功。 在這項(xiàng)工作中，我們使用雙光子聚合技術(shù)來(lái)創(chuàng)建180μm寬的不可降解原型感光器支架，這些支架具有不同的孔徑，切片距離，孵化距離和孵化類型?！?/span>

人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）之前的生存率很低，因?yàn)樗鼈儧](méi)有支持支架促進(jìn)細(xì)胞定向的幫助。 但愛(ài)荷華大學(xué)的研究小組將iPSCs分化為視網(wǎng)膜祖細(xì)胞，然后將它們接種到3D打印的支架上。

根據(jù)該論文的意義陳述，“我們的研究結(jié)果證明了使用雙光子聚合來(lái)創(chuàng)建可以使神經(jīng)元細(xì)胞三維排列的支架的可行性，并且可以用于移植。”

本文的作者包括Kristan S. Worthington，Luke A. Wiley，Emily E. Kaalberg，Malia M. Collins，Robert F. Mullins，Edwin M. Stone和Budd A. Tucker，均來(lái)自該大學(xué)的Stephen A. Wynn Institute for 視覺(jué)研究。

在研究中，研究小組能夠證明其3D打印的多孔支架與眼細(xì)胞之間的兼容性：細(xì)胞不僅存活下來(lái)，而且實(shí)際上適應(yīng)了他們的3D打印環(huán)境。 未來(lái)，3D打印的支架甚至可以使用具有可調(diào)微觀結(jié)構(gòu)和彈性模量等特性的生物可降解材料，可以幫助研究人員開(kāi)發(fā)晚期神經(jīng)退行性病變的治療方法。

在Nanoscribe協(xié)助的第二項(xiàng)研究中，來(lái)自波士頓大學(xué)加德納集團(tuán)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種三維印刷的神經(jīng)界面或納米滑移，以刺激神經(jīng)活動(dòng)。

波士頓團(tuán)隊(duì)還使用Nanoscribe公司的Photonic Professional GT 3D打印機(jī)進(jìn)行生物電子醫(yī)學(xué)研究，并利用其光刻樹(shù)脂IP-Dip 3D打印納米滑塊，這種納米滑塊可以圍繞不同的電極材料構(gòu)建; 研究人員在碳納米管纖維周?chē)⒘怂麄兊奈?chuàng)束縛。

共同作者Charles A. Lissandrello，Winthrop F. Gillis，Jun Shen，Ben W. Pearre，F(xiàn)lavia Vitale，Matteo Pasquali，Bradley J. Holinski，Daniel J. Chew，Alice E. White和Timothy J. Gardner發(fā)表了論文 在他們的研究結(jié)果，題為“一個(gè)微型可打印納米滑動(dòng)電刺激和記錄在小神經(jīng)”，在神經(jīng)工程雜志。

摘要寫(xiě)道：“生物電子醫(yī)學(xué)的目的是通過(guò)調(diào)節(jié)各種終端器官附近的內(nèi)臟神經(jīng)信號(hào)來(lái)治療疾病。 在小動(dòng)物模型中，感興趣的神經(jīng)可以具有小直徑和有限的手術(shù)通路。 建立神經(jīng)界面的新的高分辨率方法是可取的。 在這項(xiàng)研究中，我們提出了一個(gè)新的神經(jīng)界面，并展示了它在小神經(jīng)刺激和記錄中的應(yīng)用?！?/span>

該小組移植了3D打印的微型納米切口，它可以與直徑小于50μm的神經(jīng)連接成斑馬雀，然后追蹤其氣管注射（舌下）神經(jīng)的刺激引起的反應(yīng)。 如Nanoscribe所說(shuō)，研究人員能夠成功地記錄鳥(niǎo)類的健康神經(jīng)活動(dòng)，“納米滑動(dòng)種植體在亞慢性時(shí)間尺度上的表現(xiàn)”。

為了使其更容易理解，他們能夠成功地將合成的3D打印設(shè)備植入活體動(dòng)物而不會(huì)對(duì)其造成傷害。

該論文的摘要總結(jié)說(shuō)：“我們的神經(jīng)接口解決了與周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)中的小神經(jīng)接觸的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。 它的體積小，能夠在亞慢性時(shí)間尺度上保持神經(jīng)，并且容易植入，使其成為未來(lái)用于治療疾病的有前途的工具。

Nanoscribe在這兩項(xiàng)生命科學(xué)研究中使用的創(chuàng)新技術(shù)代表了3D打印機(jī)和3D打印材料如何幫助成功制造生物相容性微型物體。

延伸閱讀>>>Nanoscribe使用微小的3D打印聚合物母版來(lái)生產(chǎn)微型元件