生物3D打印课题组(EFL团队)2019年度回顾

2019-12-29 16:45

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标签：生物3D打印, 增材制造, 水凝胶, 组织重建, 再生医学

生物3D打印课题组(EFL团队)2019年度回顾

忙碌的日子总是过的很快，2019年EFL（Engineering for Life）团队是一个内强素质，外塑形象的关键节点。这几年围绕生物3D打印，我们在打印工艺、打印装备、生物墨水耗材等经历了多次迭代，对生物3D打印的理解也越来越深，今年围绕体外疾病模型的高效构建、类器官的打印、大尺寸组织的体外重建等层面取得了显著进步。在基础研究层面，今年我们在高水平期刊上发表了系列文章，阐述我们对生物3D打印的理解，有幸其中的两篇被选为了封面文章。在成果转化方面，EFL团队的产业化公司已初见规模，后续发展思路也逐步清晰。团队所提供的生物3D打印解决方案已在为国内外近300个课题组的高水平科研提供支持。

回首2019年，最想说的一个词就是感恩，感谢浙江大学及机械工程学院提供了包容而自由的工作环境，感谢各位师长、同事，感谢众多的朋友，感谢木渎镇、吴中区、苏州市，感谢吴中科创园及苏州智能制造研究院，没有各级领导及朋友一直以来的关心与支持，我们走不到今天。EFL团队在你们的关注下成长，我们也一定会秉承浙大的求是作风，脚踏实地，一步一个台阶的走好。

感谢团队各位同学的辛苦工作，感谢产业化公司的各位同事，EFL所取得的点滴进步都是你们拼命干出来的，你们用实际行动诠释了不忘初心，为你们点赞！

一、基础研究

1. Materials Horizons（IF=14.356）封面，全水凝胶器官芯片制造新方法

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一句话概括：在水凝胶上首次构建了完整的血供循环系统（动脉-毛细血管-静脉），证明毛细血管也是可以体外构建的。

论文信息：Nie J, Gao Q, Xie C, et al. Construction of multi-scale vascular chips and modelling of the interaction between tumours and blood vessels[J]. Materials Horizons, 2020.

2. Advanced Healthcare Materials（IF=6.27）封面，载细胞微丝/纤维状类器官，何时成为临床产品？

一句话概括：证明了载细胞水凝胶微丝能发育为功能化组织、能快速批量稳定制造、还能像细胞一样被冻存，很有希望成为微组织银行中的批量存储单元，具备后续临床化潜力。

论文信息：Shao L, Gao Q, Xie C, et al. Bioprinting of Cell‐Laden Microfiber: Can It Become a Standard Product?[J]. Advanced healthcare materials, 2019, 8(9): 1900014.

3. Biofabrication（IF=7.236），高生物活性水凝胶GelMA复杂支架打印

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一句话概括：以GelMA生物水凝胶为生物墨水，定义了生物材料可打印性研究规范，解决了GelMA水凝胶复杂结构的高效打印。

论文信息：Gao Q, Niu X, Shao L, et al. 3D printing of complex GelMA-based scaffolds with nanoclay[J]. Biofabrication, 2019, 11(3): 035006.

4. ACS Applied Materials & Interfaces (IF=8.1) 通用的3D打印多材料高弹性硅胶方法

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一句话概括：给出了硅胶及PDMS类软材料一种通用3D打印解决方案，可实现各种硅胶的高效、高质打印而不改变原有的力学性能，建立了打印的理论模型，系统地分析了硅胶类高弹性体的可打印性，首次实现了2000%高弹硅胶的打印。

论文信息： Zhou L, Gao Q, Fu J, et al. Multi-Material 3D Printing of Highly Stretchable Silicone Elastomer[J]. ACS applied materials & interfaces, 2019.

5. Materials & Design（IF=5.77），3D打印超高精度生物支架调控细胞生长

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一句话概括：可打印从20微米到3微米线宽的生物支架，实现在同一个支架上不同区域有不同的力学性能，揭示细胞还可以像植物攀爬架子式的生长。

论文信息：Xie C, Gao Q, Wang P, et al. Structure-induced cell growth by 3D printing of heterogeneous scaffolds with ultrafine fibers[J]. Materials & Design, 2019, 181: 108092.

6. Materials Science and Engineering: C（IF=4.959），多尺度3D打印高生物相容性及力学强度兼具的组织工程支架

一句话概括：打印多级支架结构，超细支架（3微米丝径）提升支架的生物兼容性、常规尺寸支架（100微米丝径）提供足够的强度。

论文信息：Gao Q, Xie C, Wang P, et al. 3D printed multi-scale scaffolds with ultrafine fibers for providing excellent biocompatibility[J]. Materials Science and Engineering: C, 2020, 107: 110269.

7. Advanced Functional Materials（IF=15.621），液态金属-硅胶墨水实现柔性电子的全打印制造

一句话概括：提出了一种独特的液态金属-硅胶墨水和相应的多材料3D打印工艺用以制造全打印的液态金属基柔性电子设备。

论文信息：Zhou L, Fu J, Gao Q, et al. All‐Printed Flexible and Stretchable Electronics with Pressing or Freezing Activatable Liquid‐Metal–Silicone Inks[J]. Advanced Functional Materials, 2019.

8. Biofabrication（IF=7.236），柔性线框模具实现微纳结构的无损伤脱模/高精度3D打印助力水凝胶类生物材料微纳结构精准制造

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一句话概括：针对生物脆性材料如生物水凝胶，发展了全新的无损脱模思路，可实现微纳结构的低成本、高质量制造，适用于非硅材料的微加工。

论文信息：Lv S, Nie J, Gao Q, et al. Micro/nanofabrication of brittle hydrogels using 3D printed soft ultrafine fiber molds for damage-free demolding[J]. Biofabrication, 2019.

9. Biomaterials Science（IF=5.251），生物3D打印带纤维GelMA微球：三维共培养新思路

一句话概括：微球中集成微丝，大幅提升生物3D打印多细胞类器官结构的能力。

论文信息：Xie M, Gao Q, Qiu J, et al. 3D biofabrication of microfiber-laden minispheroids: a facile 3D cell co-culturing system[J]. Biomaterials science, 2020.

10. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences（IF=4.016），邀请综述，生物3D打印进展综述：从打印方法到生物医学应用

一句话概括：我们认为后续广泛应用的三个生物3D打印技术是投影式光固化打印、悬浮支撑打印及同轴打印，生物墨水的要点是在可打印性、生物相容性和机械性能三者中找到平衡。

论文信息：Gu Z, Fu J, Lin H, et al. Development of 3D Bioprinting: From Printing Methods to Biomedical Applications[J]. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2019.

11. Advanced Healthcare Materials（IF=6.27），带营养输送网络同步生物3D打印方法

一句话概括：提出共轴生物3D打印，解决直接打印大尺寸多孔载细胞支架易坍塌问题。

论文信息：Shao L, Gao Q, Xie C, et al. Synchronous 3D Bioprinting of Large‐Scale Cell‐Laden Constructs with Nutrient Networks[J]. Advanced Healthcare Materials, 2019.

二、生物3D打印科普