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浙江大學賀永教授生物3D打印團隊(EFL團隊)2019年度研究成果總結

3D打印前沿
2019
12/30
10:01
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來源: EngineeringForLife

2019年12月30日,南極熊注意到,浙江大學賀永教授團隊總結了2019年在生物3D打印領域的研究成果。


他們在文章中表示:“EFL團隊這幾年圍繞生物3D打印,我們在打印工藝、打印裝備、生物墨水耗材等經歷了多次迭代,對生物3D打印的理解也越來越深,今年圍繞體外疾病模型的高效構建、類器官的打印、大尺寸組織的體外重建等層面取得了顯著進步。在基礎研究層面,今年我們在高水平期刊上發(fā)表了系列文章,闡述我們對生物3D打印的理解,有幸其中的兩篇被選為了封面文章。在成果轉化方面,EFL團隊的產業(yè)化公司已初見規(guī)模,后續(xù)發(fā)展思路也逐步清晰。團隊所提供的生物3D打印解決方案已在為國內外近300個課題組的高水平科研提供支持!


下面我們就來進一步了解一下,賀永教授團隊的研究成果:

01 基礎研究

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




一句話概括:在水凝膠上首次構建了完整的血供循環(huán)系統(tǒng)(動脈-毛細血管-靜脈),證明毛細血管也是可以體外構建的。

論文信息: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,載細胞微絲/纖維狀類器官,何時成為臨床產品?




一句話概括:證明了載細胞水凝膠微絲能發(fā)育為功能化組織、能快速批量穩(wěn)定制造、還能像細胞一樣被凍存,很有希望成為微組織銀行中的批量存儲單元,具備后續(xù)臨床化潛力。

論文信息: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),高生物活性水凝膠GelMA復雜支架打印



一句話概括:以GelMA生物水凝膠為生物墨水,定義了生物材料可打印性研究規(guī)范,解決了GelMA水凝膠復雜結構的高效打印。

論文信息:GaoQ, 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打印多材料高彈性硅膠方法





一句話概括:給出了硅膠及PDMS類軟材料一種通用3D打印解決方案,可實現(xiàn)各種硅膠的高效、高質打印而不改變原有的力學性能,建立了打印的理論模型,系統(tǒng)地分析了硅膠類高彈性體的可打印性,首次實現(xiàn)了2000%高彈硅膠的打印。

論文信息: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調控細胞生長





一句話概括:可打印從20微米到3微米線寬的生物支架,實現(xiàn)在同一個支架上不同區(qū)域有不同的力學性能,揭示細胞還可以像植物攀爬架子式的生長。

論文信息: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學強度兼具的組織工程支架



一句話概括:打印多級支架結構,超細支架(3微米絲徑)提升支架的生物兼容性、常規(guī)尺寸支架(100微米絲徑)提供足夠的強度。

論文信息: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)  ,液態(tài)金屬-硅膠墨水實現(xiàn)柔性電子的全打印制造





一句話概括:提出了一種獨特的液態(tài)金屬-硅膠墨水和相應的多材料3D打印工藝用以制造全打印的液態(tài)金屬基柔性電子設備。

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

8. Biofabrication (IF=7.236) ,柔性線框模具實現(xiàn)微納結構的無損傷脫模/高精度3D打印助力水凝膠類生物材料微納結構精準制造



一句話概括:針對生物脆性材料如生物水凝膠,發(fā)展了全新的無損脫模思路,可實現(xiàn)微納結構的低成本、高質量制造,適用于非硅材料的微加工。

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

9. Biomaterials Science (IF=5.251) ,生物3D打印帶纖維GelMA微球:三維共培養(yǎng)新思路




一句話概括:微球中集成微絲,大幅提升生物3D打印多細胞類器官結構的能力。

論文信息: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) ,邀請綜述,生物3D打印進展綜述:從打印方法到生物醫(yī)學應用




一句話概括:我們認為后續(xù)廣泛應用的三個生物3D打印技術是投影式光固化打印、懸浮支撐打印及同軸打印,生物墨水的要點是在可打印性、生物相容性和機械性能三者中找到平衡。

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

11. Advanced Healthcare Materials (IF=6.27) ,帶營養(yǎng)輸送網絡同步生物3D打印方法



一句話概括:提出共軸生物3D打印,解決直接打印大尺寸多孔載細胞支架易坍塌問題。

論文信息: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.

02 生物3D打印科普

12. 在Bio-Design and Manufacturing開始專欄,系統(tǒng)介紹生物3D打印的各個內容




一句話概括:推進生物3D打印的普及,我輩責無旁貸,以科普拉近生物3D打印與普通研究人員的距離。

敬請關注Bio-Design and Manufacturing雜志Why choose 3D bioprinting?系列文章,創(chuàng)刊不到兩年的SCI檢索雜志BDM歡迎再生醫(yī)學領域的優(yōu)質稿源。

論文信息:Why choose 3D bioprinting? Part I: a brief introduction of 3D bioprinting for the beginners[J]. Bio-Design and Manufacturing,2019

13. 應邀撰寫了一篇GelMA水凝膠生物3D打印的Protocol,帶視頻,系統(tǒng)介紹微球、微絲、復雜支架等的制造工藝




GelMA生物3D打印的視頻教程論文:Xie, M., Yu, K.,Sun, Y., Shao, L., Nie, J., Gao, Q., Qiu, J., Fu, J., Chen, Z., He, Y.Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks. J.Vis. Exp. (154), e60545, doi:10.3791/60545 (2019).

視頻地址:

https://www.bilibili.com/video/av80697900/

14. 錄制了一門3D打印的MOOC課程,對3D打印感興趣的朋友可選不同主題看看。


題目:“3D打。簭脑淼絼(chuàng)新應用”,在大學MOOC及智慧樹平臺上都有

視頻地址:
https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/2068809#teachTeam

03 生物3D打印產業(yè)轉化

15. 產業(yè)化三款針對不同場景的生物3D打印機,得到了眾多朋友的認可;EFL-GM系列光固化GelMA水凝膠家族也日益壯大,可模擬不同軟組織硬度、不同軟組織成分;還有光固化透明質酸、葡聚糖、自帶熒光的水凝膠等衍生產品。

生物水凝膠



生物3D打印裝備






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