基于Micro-CT的三维打印组织工程骨建模技术

目的建立符合组织工程要求支架材料的空间构型,建立支架材料CAD的微观建模。方法以Micro-CT所得的DICOM文件作为三维建模的输入文件,通过对生物骨骼组织构造研究,对DICOM格式的CT数据按灰度进行筛选,结合大量断面数据得到骨结构轮廓,进行微观仿生骨组织建模,得到骨骼微观结构的STL文件。结果建立基于通过Micro-CT所得的DICOM文件,可建立的骨骼微观结构的STL文件。结论Micro-CT所得仿生三维模型对三维打印组织工程骨建模技术有重要意义。     

hRMSCs的生物打印初步研究

目的 初步确立hBMSCs的二维生物打印方法 ,实现对细胞喷射过程的控制并保持打印后细胞活力. 方法 取健康志愿者骨髓5 mL,常规培养hBMSCs至第2代,调整为1×106个/mL单细胞悬液.实验分3组:打印组1细胞先行碘化丙啶(propidium iodide,PI)荧光标记,快速成型组织打印机进行二维细胞打印,x轴间隔300 μm,Y轴间隔1 500μm,激光共聚焦显微镜观察.打印组2细胞未行PI标记,经生物打印后培养2 h,Live/Dead viability Kit测定细胞活力,激光共聚焦显微镜观察细胞荧光染色情况;取1份未经Live/Dead viability Kit测试的打印组2细胞,培养7d后倒置显微镜观察细胞形态,贴壁后常规培养,动态观察细胞生长状态.对照组除细胞悬液不行打印,其余操作同打印组2. 结果 打印组1细胞激光共聚焦显微镜观察,"细胞墨滴"在二维组织中规则且均匀分布,满足二维设计细胞打印要求;每个"细胞墨滴"包含细胞15～35个.打印组2细胞经活力测试,细胞孵育30 min后激光共聚焦显微镜观察显示细胞荧光染色情况.对照组细胞活力与打印组2无明显区别.打印后细胞常规培养7 d,细胞可正常贴壁生长,形态、生长状态良好. 结论 通过生物打印技术可实现hBMSCs在二维平面上的定向、定量规则分布,并为进一步的细胞三维打印乃罕器官打印体系奠定基础.     

快速成型机实现人骨髓基质干细胞三维定向打印的初步研究

目的:采用快速成型技术实现人骨髓基质干细胞的三维打印.方法:常规培养人骨髓基质干细胞至第2代,胰酶消化,调整为1×106/mL单细胞悬液,细胞先行PI荧光标记,应用快速成型组织打印机进行三维细胞打印,单细胞悬液作为打印介质,x轴间隔300 μm,y轴间隔500 μm,z轴间隔50 μm,打印速度20mm/s,频率50Hz,采用激光共聚焦显微镜进行细胞形态学观察.结果:通过生物打印后,每"细胞墨滴"包含人骨髓基质干细胞15～35个,三维平面上x轴间隔300 μm,y轴间隔500 μm,z轴间隔50 μm,存在"细胞墨滴"层面间隔50 μm,符合原设计对z轴的要求."细胞墨滴"在三维组织中分布规则,满足三维设计细胞打印要求.结论:快速成型生物打印技术可实现人骨髓基质干细胞在三维平面上的规则分布,符合组织工程对组织三维打印的要求.