浙江大學(xué)賀永教授生物3D打印團隊(EFL團隊)2019年度研究成果總結(jié)

來源： EngineeringForLife

2019年12月30日，南極熊注意到，浙江大學(xué)賀永教授團隊總結(jié)了2019年在生物3D打印領(lǐng)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(jīng)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(gòu)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(chǔ)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(zhuǎn)化方面，EFL團隊的產(chǎn)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(nèi)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(chǔ)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(gòu)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(gòu)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(chǎn)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(fù)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(fù)雜結(jié)構(gòu)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(zhì)打印而不改變原有的力學(xué)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(diào)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(xué)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(xué)強度兼具的組織工程支架

一句話概括：打印多級支架結(jié)構(gòu)，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(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)精準(zhǔn)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(jié)構(gòu)的低成本、高質(zhì)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(jié)構(gòu)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(xué)應(yīng)用

一句話概括：我們認為后續(xù)廣泛應(yīng)用的三個生物3D打印技術(shù)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(wǎng)絡(luò)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(nèi)容

一句話概括：推進生物3D打印的普及，我輩責(zé)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(guān)注Bio-Design and Manufacturing雜志W(wǎng)hy 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(xué)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)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(yīng)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(fù)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�理到創(chuàng)新應(yīng)用”，在大學(xué)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(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化

15. 產(chǎn)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(zhì)酸、葡聚糖、自帶熒光的水凝膠等衍生產(chǎn)品。

生物水凝膠

生物3D打印裝備

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