摘要

干细胞已经成为一种重生的生物技术，开始扩大再生医学领域。尽管干细胞能够再生组织，但目前的研究趋势倾向于开发功能齐全的器官和其他临床应用，包括通过三维打印方法进行原位干细胞修复。通过一些试验和技术，可以证明大多数干细胞打印方法是可能的，大多数试验得出的细胞存活率高。此外，生物打印的重要性是有利于再生医学领域，该领域为数千名没有捐赠者的患者研究人工器官移植。虽然这不是一个全新的领域，但理解与生物材料的增材制造的整合和使用对于发展功能齐全的器官至关重要。生物材料本身非常重要，因为它们在创造器官方面起着至关重要的作用，使其在体内具有机械上的健壮性和适应性。在这篇综述文章中涵盖了许多特色测试，也涉及了包括能够维持可行微环境的生物材料的重要性。这些包括生物材料，如水凝胶、生物聚合物和合成细胞外基质(ECM)，为干细胞增殖、分化和打印后细胞通信提供自由。

关键字

干细胞生物打印;萌芽干细胞;成体干细胞;新生儿的干细胞

介绍

从20世纪90年代末开始，人们一直在推测干细胞具有分化为多种类型细胞和自体[1]的潜力。然而，在他们被发现的时候，唯一可用的干细胞类型是胚胎干细胞(ESCs)。为了获得可行的ESCs，研究人员必须完成许多艰巨的任务，并将政治观点与研究相结合，这使得进行研究非常具有挑战性。因此，干细胞研究被推迟，并引发了利益冲突。在后来的几年里，再生医学开始出现。对干细胞研究的兴趣和对干细胞的知识迅速增长[3,4]。

大约在同一时间，添加剂制造业也很受欢迎，人们猜测可以用硬化聚乳酸（PLA）生产工业产品[5]。使它如此吸引临床研究人员的是它的精确性，这将为减少手工制作三维支架的错误提供机会。来自世界各地的研究人员开始共同测试干细胞和生物材料，试图开发出首批人工器官之一[6]。

这一努力是在2009年实现的，不久之后生物打印成为可能。简而言之，这项技术很简单:将生物材料分配到一个小管中，然后对小管加压并推出，形成一个微小的液滴。所有这些液滴都是在接触打印机床的瞬间形成的。

增材制造的原理很好，但有一个问题:细胞是活的有机体。它们不是静止不动的，有自然迁移的倾向。如果印刷方法破坏了它们的微环境或微环境不稳定，它们也可能死亡。此外，如果干细胞对打印的生物材料没有反应，那么干细胞可能会迁移到打印材料的某些区域，并在更大规模的组织中造成异常。为了掌握生物打印技术，了解干细胞与生物材料的特性和行为是必要的。

干细胞类型

现在有很多种不同类型的干细胞，这里的特点是它们的理想特性将用于三维打印方法，以创建活体组织和器官。此外，打印细胞最重要的部分是它们将如何反应。

首先，有必要看看哪种类型的干细胞能够经历增材制造过程。大多数干细胞能够被挤压。以下干细胞类型已经在许多实验室进行了研究，如图1所示，以显示每种干细胞的多样性和差异。

萌芽干细胞

当科学家首次发现ESCs时，他们惊讶地发现它们有解决某些疾病的潜力。相比之下，esc很难大量收获。这些细胞只有在胚胎受精时才能分化为人体解剖学[9]的设计。特别的是，它们能够分化成几乎所有类型的细胞[10]。胚胎干细胞不需要以前的亲本血统来匹配所需的细胞，减少了对蛋白质或制剂的需求来改变细胞。

ESCs与大多数其他干细胞的独特之处在于它能够创造三种不同的胚层:内胚层、中胚层和外胚层。每一层细胞都伴随着干细胞，并赋予了使细胞普遍存在的多能性因子。每一层，胚芽层作为影响者将细胞分化为一个单独的谱系[11,12]。

成体干细胞

成体干细胞（ASC）来源于成体组织，来自组织的特定区域，作为一个生态位，在损伤期间释放，以重建重新生长所需的组织[13,14]。也被称为体细胞干细胞，每个ASC只能分化成它们的亲本谱系和各自的细胞。这并没有限制干细胞，但它确实影响了它们再生成原来细胞类型的能力。ASC的一些最常见区域位于上皮组织、心血管组织、肌肉组织中，其中最常见的是骨髓组织[15]。对于骨髓干细胞（BMSCs），它们被广泛认为是最容易使用的细胞之一[16]。许多研究小组利用它们开发了三维打印机，因为骨骼是人体内最简单的组织类型之一，由钙、脂肪和血液/血浆组成[17]。

新生儿的干细胞

分娩后，子宫的其余部分包括剩余的脐带和羊水。这些都不是有害废物，因为大部分材料都是新生的。这些废物中有很大一部分含有活的和正在培养的干细胞，这些干细胞是在子宫[12]内创造婴儿的一部分。事实上，新生儿排泄物会被捐赠给一个公共/私人银行，用于冷冻保存和检查，以获取来自子宫的干细胞。从它获得的干细胞几乎是ESCs[12]的姐妹细胞。新生儿干细胞(NSCs)具有与ESCs相似的能力，包括再生和多能性。然而，限制它们在再生医学领域的应用的是它们是自体的，这意味着它们只能用于来自[18]的个体。

人类诱导的多能干细胞

另一个相对于ESCs的是人诱导多能干细胞(human-induced pluripotent stem cells, hPSCs)，它来源于体细胞，终末期疾病细胞，已经被重新编程，以ESCs[19]的功能。目前的重编程方法几乎是新的，但细胞按照它们被告知的方式行事。

hPSCs的局限性在于基因表达的局限性[2]。研究还不喜欢重编程的影响，以及它们在自然细胞而不是重编程细胞之间的作用[20]。

有一个因素是最重要的，那就是如何培养大量的干细胞。到目前为止，还没有发现有效的方法，因为干细胞能够根据它们生长的条件分化成不需要的细胞。

类似的细胞类型也是如此，这取决于细胞本身的多能性。一些干细胞，包括ASC，只能分化为它们的母组织[10]。如果提取并培养上皮成体干细胞，它们将只再生为上皮细胞。在某些情况下，已经用干细胞研究了形态发生蛋白，以影响它们生长为不同于其母体来源的其他细胞[21]。

影响一个新的蛋白质进入细胞培养有许多影响。上多能成体骨髓来源的间充质干细胞（MSC）的一个研究实验用在开发使用骨形态发生蛋白-2（BMP2）[22]不同的组织类型。在这种情况下，BMP2分类的细胞分为三个不同的谱系：软骨，肾和上皮。三人都位于在一定的环境，在与每个分别的细胞影响到适当的谱系周围的基质有材料。该细胞能够知道由于BMP2，因为它充当细胞信号和细胞环境的传播者。这种蛋白质给出了指导方针和知识干细胞基础上进行德赢vwin首页网址的实验中分化为所需的细胞和组织的发展。

控制干细胞之间的信号传递将是理想的，主要是为了使用增材制造来大量生长。

干细胞微环境

研究表明，在开发干细胞微环境时，需要解决四个因素：细胞迁移和运动、环境重塑、表型表达变化和细胞活力。每一个因素在控制干细胞方面都起着重要作用，而在工程微环境中可能发生的反应不应被忽略被视为一种物质，但却是一种活的有机体[23,24]。

尽管BMP2取得了成功，但干细胞不能仅依靠细胞信号来维持体内平衡。在某些情况下，他们可能无法找到合适的环境，从而导致细胞分化或细胞破坏[22,25,26].减少细胞破坏的一种方法是微囊化，微囊化将细胞包裹在细胞外基质（ECM）环境中，以提供适当的营养、水合作用和与其他细胞沟通的便利性。

最流行的方法是将干细胞封装在水凝胶中，水凝胶包含了保持干细胞完整和未分化所需的所有资源。水凝胶本身提供了一种合适和理想的气氛，因为它们是多孔的，由水和可生物降解的[24]组成。大多数水凝胶是由有机物组成的，其中一些是像海藻酸盐这样的多糖或像胶原蛋白和纤维蛋白[27]这样的蛋白质。所有这些都是通过形成一个刚性的形状，以便水分子或某种液体进入。然后细胞被包裹在这种物质中，并开始通过调整适应新环境来保持内稳态[23,26]。

但是，如果干细胞不能适应新的环境，它们就会改变环境。这归结于他们所接触的ECM内部需要什么，以及它如何影响他们。水凝胶似乎是理想的，但它可能不能保持一个刚性的、机械上坚固的结构。该技术适用于细胞和组织上的单个干细胞打印;完整的器官可能不会觉得它们有益。器官本身的复杂性可能使单靠水凝胶创造如此精确的结构变得复杂。如果其他方法都失败了，它们会释放颗粒到基质中，以形成自己的栖息地，其中一些是细胞生存的基本蛋白质。这都是为了使干细胞适应新环境，确保生存的自信。

生物材料

一旦干细胞在它们所处的环境中达到稳态，它们就有潜力用于组织甚至器官的发育[28,29]。虽然包覆干细胞的水凝胶不能创造组织，但生物聚合物或生物材料可以作为一种补充，创造一个坚硬的、独立的物体。生物聚合物的范围从各种各样的材料[27]。

要做到这一点，需要解决创建补充生物材料的具体资格问题：细胞粘附性、低毒性、可生物降解性和渗透性。例如，在生物材料上涂抹水凝胶微珠时，最好确保结构本身不会解体。生物材料上的一些粘合剂将连接o使用化学性质或有时通过细胞本身的水凝胶[23]。

对于单元格支架，这是一个简单的过程。细胞附着在生物材料上，然后植入在活的有机体内慢慢地接管和扩展支架材料。该过程适用于骨骼和硬软骨组织，但对于功能完整的器官，不应存在任何支架。

目前，研究人员正期待创造出无支架的器官，这将包括使干细胞占主导地位，并可能接管整个结构，以降解[10]。这样，人造器官的周围就只有组织，而没有生物聚合物。

采用这种方法并没有太多的缺点。一方面，无支架器官类似于组织工程[30]的方法。在组织工程中，干细胞被培育并植入研究人员自己制作的3D支架上，尽管现在可以使用增材制造技术打印出来。一旦细胞培养生长到足够的数量，它们被播种到支架上，细胞彼此附着并吞没支架。细胞调整、分解生物材料，开始形成所需器官的形状，很有可能开始发挥器官本身的功能。

Polyactic酸

已显示聚酸（PLA）以协助工业用途而不是临床。然而，需要注意的是，PLA不是合成制造的，而是自然地生长[5]。PLA衍生自玉米淀粉和其他这样的植物，纯化并赋予传统挤出的长丝[32]。

尽管PLA通常不用于生物材料，但它是一件事是仿生仿生。其材料是机械稳健的，由天然资源制成，可容纳水凝胶或类似的微胶囊凝胶。PLA的毒性水平也很低，[5];记住，玉米淀粉不是其中有太多毒素[2]。

就通透性而言，它最近成为人们关注的焦点[23]。作为一个细胞，它必须能够将营养物质、蛋白质合成以及废物转移到其半透膜上[23]不幸的是，由于PLA的多孔性，研究人员无法使用PLA，因为该膜会抑制材料内部的废物，并可能转移到身体。

藻酸盐

由红藻形成的藻酸盐几乎是一种凝胶，但它的溶胶-凝胶机制使其成为一种机械上坚固的结构。它也有一个广泛的孔分布，允许材料通过浓度梯度在干细胞的自由裁量。不幸的是，海藻酸盐不能生物降解或粘附。这种材料本身不具备留住其他材料的化学成分或允许生物降解的能力。

幸运的是，使用海藻酸盐与干细胞结合的方法存在一个漏洞，这可以解释为什么海藻酸盐在临床上使用了这么长时间[23,31]。海藻酸盐是一种罕见的生物材料，为了保持其特性而不受损害，可以使用药剂添加额外的特性。为了细胞粘附，胶原蛋白可以与海藻酸盐混合。胶原蛋白是另一种来自韧带和皮肤的天然生物材料。由于其弹性和三重螺旋结构，它与其他可溶性物质连接到自身[23]。它与海藻酸盐和用于稳定的水凝胶相连接。

就生物降解性而言，在活的有机体内仍然是一个问题。这并不是说生物降解性在体外不会。一种叫做乙二胺四乙酸(EDTA)的试剂被应用到海藻酸底物上。随着时间的推移，它开始破坏形成支架形状的内部结构，让干细胞压倒并形成[27]的形状。由于能够找到一种生物材料来补充所需组织的结构，生物材料就有能力设计出功能齐全的组织甚至器官。

透明质酸

最理想的可能是透明质酸(HA)，几乎所有生物材料都需要它。多糖是天然的，来源于多种不同的生物[23]。由于其RGD粘合剂[23]，它是可生物降解的，允许其他生物附着在它上面。HA是一种兼容的生物材料，可以在海藻酸盐上使用，因为它的作用与海藻酸盐没有的相反。

不幸的是，有一些东西使材料不同。哈哈的影响在活的有机体内和在体外有点不同[24]。HA中的水含量高于大多数生物材料，并在附着或包封后粘合一些细胞[23]。然而，降解速率低于大多数生物材料，使得易于给予干细胞培养的优势，这将占据生物材料折射。所述性质的影响不会那么激烈在体外，但可以有长期的效果，在体内的代谢过程。

干细胞和生物材料的反应

了解到生物材料有潜力创造临时支架和适当的微环境，最重要的是如何将水凝胶和生物材料结合在一起，让细胞自由地发展组织。不幸的是，这完全取决于情况。干细胞可以在自己的基础上生长自己的活支架f该组织为上皮组织并注射原位［15］．在演示中，这几乎复制了组织工程师通过简单的微移液和按需滴液重建上皮组织的方法[33,34]。

一旦细胞被放置到该区域，它们就开始识别所放置的环境，并开始分化为合适的组织。例如，细胞被简单地注射，留下新的环境来完成其余的工作。另一方面，干细胞可能与生物材料的异质混合物结合，使人联想到to凝胶[27]。这提供了理想的ECM并促进细胞生长。

当使用该方法时，与单独使用干细胞相反，存在显着的优势[23,33]。在注射干细胞的同一实验室中原位在开放性伤口上，干细胞和几种凝胶(其中一种是海藻酸盐)的细胞迁移增加[15]。

虽然这不是预期的，因为目的是为了证实在凝胶的机械强度，它强调了细胞在生物材料彼此增加细胞迁移注入，作为治疗的组织从42％的损坏变为3％的伤害2周[15]内。细胞形成紧密的结合彼此然后自然形成上皮层。

除了组织，还需要发育出三维的、功能齐全的器官。该方法证明了生物材料对干细胞的作用良好，并促进细胞生长，但不能证明结构是如何保持完整的[35]。高效的结构和刚性是发展人造器官的主要功能。

一些方法依靠嵌入生物材料本身的结构，使细胞在18左右生长。这是一种可能性，可能有助于制造大多数器官的复杂性，如肾脏[14,36]。注意单元格的位置也很重要。没有太多的考虑细胞封装在哪里或它被放置在哪里。研究指出，根据细胞的位置不同，细胞的最佳或最差结果也会有所不同[21,37,38]。

首先，重点是细胞分化和空间分布，使干细胞充分发挥其潜力。这主要与接管生物材料支架的细胞培养有关，这将对细胞如何相互作用产生后续影响。例如，如果一个器官要被生物打印出来，就会用到不同类型的组织。每个干细胞不应成为相同的细胞类型，而应成为多种细胞类型。

此外，空间分布取决于每个组织所在的器官的确切面积。在打印过程中，生物材料也可能包含影响特殊分化的试剂或蛋白质。所有这些因素都是至关重要的，以使组织的所有工作系统同步，使组织本身无缝执行。

生物打印方法

当研究生物监测器时，当从三维打印机分配的干细胞和生物材料时需要解决的三个因素是：（1）作用于材料和分配器的力，（2）分配器的定时，和（3）细胞沉积。所有这些对建筑有机组织或人工器官的成功至关重要。然而，有许多方式已经测试了使用改进的打印机，挤出机或偶数激光器创建组织[28,29,35]。以下讨论了对已经用于实验的打印机方法的优缺点（图2）的优点和缺点讨论了更深入的是。

图1:最常见的干细胞类型。每一个都有自己独特的路径，并包括几种可能的描述。体细胞，也被称为成人干细胞，不能分化成不同类型的细胞。相反，它们在细胞群中停留在它所处的生态位内。它能够再生和恢复它所属的特定组织。体细胞干细胞可以在身体的许多地方找到，这取决于每个组织的生态位位置。B)多能干细胞是干细胞，可以分化成任何类型的细胞，并将茁壮成长在任何类型的组织。胚胎干细胞是这类细胞中最常见的。这些细胞具有某些特性，可以产生细胞的三胚层。C)多能干细胞类似于多能干细胞，但它必须分化成不同类型的细胞才能自我更新。 This specializes them and their self-renewing property is makes them capable of producing a few more cycles. Multipotent stem cells are more commonly found in bone and cord blood.

挤压

其中最常见的一种用于工业用途，也是最首选的是三维挤压[7,32,39]。通过使用压电压力阀和xyz轴，挤压接受大多数生物材料和干细胞，创造一层一层的沉积。当对象被创建时，用户可以控制挤压速度、热力学特性和单元格位置。

制造组织本身也很有效。得益于CAD/CAM软件[40]，可以用计算机断层扫描(CT)对组织或器官进行扫描，生成蓝图和细胞定位[32]的目标点。时间也是合适的，因为用户可以控制何时放置单元格。这给了溶胶凝胶的优势，如果水凝胶被挤出的材料，他们不脱水时，放置在印版。

有在挤出过程中的一些争论，因为大部分的挤出机用热端配对和板本质上是一种热床[32]。随着客户端软件，用户能够控制是否热力学需要使用与否。如果该材料低温冷冻取决于实验和对干细胞的低温冷冻效果。还有就是禁用热力学存储单元，并在以后的时间使用这些选项（生物材料将不再需要这样做）[41]。

此外，还存在在压电挤出机的剪切力的担忧。作为材料被dispositioned，它通过挤出机以形成粘性液滴。在这样做时，有力量颁布到其上，以使材料的刚性和精确的，使得它不溅射到板[34,42]。然而，这可能是一个风险，因为一些小区记录挤压后存活率下降。此外，应该有足够的细胞吞噬形成的生物材料的结构，但目前尚未与其他研究小组详细的统计数据来证明。

最后，存在可以对挤出机进行的修饰，其中一些可以分配高粘度材料。模拟微浸渍器的新发现微挤出机能够产生更精确的印刷品，并给出重新创建器官特定组织功能的复杂性的优势[8,27]科学家们也开发了一种压电微流体芯片[34]，借着这个想法微疏水和减少板和挤出机之间的接触力。

喷墨打印

类似于挤出的是传统的喷墨印刷。纸质打印机的原理是一样的，但它使用的不是墨水和碳粉，而是生物墨水。

不使用印版，而是将溶剂喷在底座上，在[41]上印刷。喷墨印刷与挤出印刷的差别不大。生物墨水不是一次释放一种材料，而是喷射到特定的形状，然后按下形成设计的几何形状。溶剂交联是将生物墨水连接到结构上，形成设计的形状。组织和细胞已经成功地从这个过程中打印出来。

也许喷墨技术最重要的部分是生物墨水，这是一种由细胞、蛋白质和水合微环境的流体组成的异质流体。喷墨技术在2000年代中期被广泛使用，在三维印刷挤出时代之前。在那之前，Atala[44]博士开发了一种使用喷墨打印技术制造心脏瓣膜的方法，这启发了几位科学家尝试同样的方法。

生物材料喷墨打印的优势类似于挤压打印，打印可以由用户的意愿控制，并由办公软件引导。不像挤压，印版避免直接接触印版，而是溶剂引导细胞迁移。可能的缺点是细胞溶解[35,41]。在打印的过程中，它对细胞没有显著的影响，但是在细胞膜上作用的液体浓度会导致细胞破裂。然而，在最近的一项研究中，大约10%的细胞溶解[41]。原因可能与生物墨水中水凝胶的数量直接相关。

激光辅助印刷

激光辅助印刷是所有印刷方法中最复杂的一种，是一个不同的印刷领域。该方法从两个载玻片开始，一个是提供载玻片，其中有封装在水凝胶中的细胞，和收集器载玻片，其中包含额外的水凝胶层，以减少激光能量转移的影响[35,45]。当激光被激活时，它会射入覆盖在细胞表面的金色薄膜，防止细胞被破坏。这种能量开始吸收供体载玻片上的水凝胶，并将它们转移到收集器载玻片上。根据用户的CAD/CAM设计，电池被转移到特定的位置并储存。

具有讽刺意味的是，激光可能对细胞存活率没有影响[11,45]。当细胞被吸收时，镀金层作为能量吸收的保护罩，放置在指定的[11]位置。它引进了一项新技术，并更多地关注通过激光能量的细胞吸收。

光聚合

与激光辅助印刷类似，光聚合利用光能来制造物体[46]。这些材料被放入树脂浴中，覆盖在上面的就是平板。该物体是用UVA光打印的，这种光根据材料的横截面聚合材料。无论UVA在哪里撞击，材料都会变硬，当UVA闪烁时，基板会自动抬起，显示物体[5]。

这种打印机最大的优点是能够快速吸收光能并硬化电池，这一过程比大多数传统的三维打印机都要快[5,47]。打印机的缺点是UVA辐射。如果辐射足够强，体内的干细胞可能分化成致癌物。在一项测试中，研究人员使用三天的细胞毒性测试来测量UVA辐射对细胞的影响。随着时间的推移，研究人员发现，大多数细胞确实在这个过程中死亡，只是在细胞的“滞后阶段”之后自我更新。“[46]。最终干细胞开始培养，并在生物材料中过度繁殖以进行降解。

最大的缺点是这只是为二维微环境设计的。细胞需要在三维微环境中茁壮成长在活的有机体内状况。由于并非如此，这种方法与使用创建组织和器官（图2和3）无关。

图2:挤出三维印刷方法，他们已经生产的印刷品。通过单层挤出层是传统的方法来创建一个三维物体。它把对象分成几个横截面，并增加了一个层到适当的横截面面积。喷墨印刷和基于挤出的印刷利用此方法，并有最精度。一滴一滴地挤出几乎可以媲美与细胞脚手架。在打印过程中，通过柔性的生物材料到印刷表面产生的支架。因为它是打印时，一个额外的喷嘴挤出包含细胞的纳米颗粒。一旦所述生物材料被放置到打印机床，液滴喷嘴小心放置细胞到对象来创建细胞培养物。连续层挤压是尚未完全还没研究其潜在的新方法。本质上，一个板慢慢上升到高于粘性液体。 As it escalates, the material is photopolymerized by UVA light from beneath the plate. As photopolymerization occurs, crosssectional layers are made and keep their rigidity, which keeps it stuck to the plate until the object is fully extruded.

图3:对于每个挤出方法，每个挤出机施加不同的力和技术。不相同的方式认为没有挤出机，因为每个人特异于生物材料印刷。喷墨生成剂可以使用压电器施加力以施加快速挤出或热热量，以便在简洁的方式下滴落到表面时熔化材料。微鳞是一种比喷墨生物制品更具体的挤出机。由于材料更小，因此可以使用不同的力来分配材料。这些范围从气动，螺钉和活塞。激光辅助印刷是挤出方法之前的印刷。通过使用激光，颗粒从能量吸收层引导到供体滑动。在这种过渡期间，颗粒积聚在滑动到载玻片上，并且不会被激光损坏

注意事项

无论选择哪种方法，进行三维干细胞组织或器官研究都是安全的。每种方法都有一定的优点和缺点，但都能从其系统中获得最佳结果（表1）然而，关于这些模型是如何设计和创建的，有两个要点要考虑。当干细胞过度填充生物材料时，它会退化，从而自然产生新的组织。

表1:生物材料和干细胞生物打印方法分析

然而，在细胞曾经存在的微环境被破坏之后，新的组织将如何作为一个系统一起工作？这就是研究人员所说的血管化，血管系统被引入系统的过程。这包括静脉、毛细血管和其他过滤物质并将其转移到组织中的血液通路。干细胞环境是否能够重建血管系统尚不确定，因为干细胞的设计目的是分化为组织细胞类型。

到目前为止，关于人工组织血管化的方法发表的比较少[31,47]，其中人工手造血管系统就是其中之一。当这些材料沉积在打印机基座上时，血管移植物和毛细血管被置于挤压机下方，被它将生长的新材料包裹。一旦生物材料降解，我们的想法是让干细胞不仅分化成组织细胞类型，而且分化成血管细胞类型。这可能涉及到需要创建一种独立的生物材料，影响分化为血管移植物。关于这个问题还有很多话要讲。

另一个需要考虑的是在体外和在活的有机体内干细胞的环境。一方面，干细胞可能会在印刷后按计划分化，并且似乎可以接受移植。

然而，几乎没有任何关于移植效果的发现在活的有机体内．2011年，维克森林大学(Wake Forest University)的阿塔拉·[44]博士(Atala[44])在一名名叫卢克(Luke)的学生身上演示了这种技术。卢克接受了人造肝脏移植在体外由喷墨打印机打印。卢克现在还活得好好的，到目前为止还没有遇到任何致命的问题。Atala博士的方法发表得很简短，所以不能确定他使用了什么材料或细胞[6,7,10]。

模拟人体内稳态功能的环境建模是确定人工组织功能的最佳方法。这将大大降低哺乳动物试验的风险和植入的风险。目前还没有找到一种模型，如果人体受到感染，这种模型将刺激血管生成、代谢过程和免疫反应。综合考虑，这些只是模拟环境的几个方面。

最后，仍然需要考虑干细胞的影响和它们分化成不需要的细胞的可能性。上述的打印方法可以破坏细胞，但在某些情况下，干细胞可以致癌。例如，光聚合打印中的UVA辐射可以产生致瘤细胞类型，干细胞可能会过度繁殖成类似的谱系，从而破坏组织和模型。挤压也可以这样说，这取决于用户对热力学的选择。挤出机的热端温度可达200℃，在挤出过程中可能会引起干细胞的负反应。最后，干细胞打印有几个方面需要改进。所用的方法是足够的，但有些复杂的地方需要改进。

无论选择哪种方法，最重要的是要了解干细胞在微环境中的使用和辅助它们的生物材料。

确认

作者要感谢国家卫生研究院的国家普通医学科学研究所；8UL1GM118979-02；8TL4GM118980-02；8RL5GM118978-02，以及加利福尼亚州立大学长滩学院工程学院教师启动基金、小额赠款/夏季津贴（MGSS）赠款和种子赠款。

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文章类型:评论文章

引用:Gagan J, Fraze C, Stout DA(2016)三维干细胞生物打印技术。细胞干细胞再生医学2(2):doi http://dx.doi。org/10.16966/2472 - 6990.110

版权:©2016 Gagan J等人。这是一篇根据《知识共享署名许可证》条款发行的开放获取文章，允许在任何媒体中不受限制地使用、发行和复制，前提是原创作者和来源均已获得授权。

出版历史记录：

收到日期:2016年4月28日

接受日期:2016年5月7日

发表日期:2016年5月12日