伴隨著生物三維打印技術(shù)性的發(fā)展趨勢(shì)，很多方式的三維打印活機(jī)構(gòu)一般 在生物三維打印的一般類(lèi)型下排序在一起，可是這種方式是轉(zhuǎn)變的，以至于他們中的一些幾乎不類(lèi)似。生物復(fù)印的全部定義依然無(wú)法包裝，但專(zhuān)家則持續(xù)明確提出該技術(shù)性的新轉(zhuǎn)變。

技術(shù)性中的關(guān)鍵不一樣要素之一是怎樣建立支架。當(dāng)包裝印刷體細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)，用以給包裝印刷體細(xì)胞以構(gòu)造的支架是生物復(fù)印全過(guò)程的重要構(gòu)成部分，而且怎樣造成支架關(guān)聯(lián)到取得成功或不成功。中國(guó)臺(tái)灣的一組研究人員開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用稱(chēng)之為冷藏方式的新方式(也稱(chēng)之為低溫沉積生產(chǎn)制造)來(lái)生產(chǎn)制造支架。

在名為“Design and Development of a Novel Frozen-Form Additive Manufacturing System for Tissue Engineering Applications”的畢業(yè)論文中，研究人員表述了為何防腐劑生產(chǎn)制造早已變成生產(chǎn)制造支架的愈來(lái)愈時(shí)興的方式，這是由于該技術(shù)性容許生物學(xué)家具備精準(zhǔn)的操縱復(fù)印支架的規(guī)格、樣子和孔隙率，以完成特殊病人的訂制化必須。

殊不知，三維打印機(jī)構(gòu)支架的最普遍的方式是SLS、SLA和FDM，每一個(gè)都是有他們的缺陷。研究人員強(qiáng)調(diào)，SLS在能夠 應(yīng)用的原材料層面受限制，而針對(duì)SLA，復(fù)合樹(shù)脂中的光穩(wěn)定劑會(huì)留有殘余物或副產(chǎn)品，其對(duì)置入支架中的體細(xì)胞具備毒副作用功效。用FDM技術(shù)性生產(chǎn)制造的支架具備出色的物理性能，但他們必須高溫，而且當(dāng)他們制冷時(shí)趨向收攏和形變。

“在大家之前的FDM研究中，PLA22和聚乳酸【乙醇酸預(yù)聚物(PLGA)】早已被作為建筑裝飾材料，”研究人員說(shuō)。“大家發(fā)覺(jué)，在FDM加工工藝以后，PLGA的平均分子量減少到其初始值，約22.4%。這是由于在熔化擠壓全過(guò)程中產(chǎn)生熱水解反應(yīng)，這趨向于減少支架的構(gòu)造抗壓強(qiáng)度。與SLS一樣，就細(xì)胞生長(zhǎng)因子來(lái)講，F(xiàn)DM的工作溫度針對(duì)生物分子結(jié)構(gòu)而言是過(guò)高的。因而，將生物分子結(jié)構(gòu)摻加支架是艱難的。”

為了更好地避開(kāi)這種難題，研究精英團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了稱(chēng)作“偽FDM”的技術(shù)性，也稱(chēng)之為低溫沉積模型(LDM)。

“LDM的基本原理與FDM的基本原理類(lèi)似，除開(kāi)必須低溫制冷服務(wù)平臺(tái)，而且原材料擠塑機(jī)應(yīng)用的是注射針或擠出機(jī)螺桿，而不是傳統(tǒng)式的擠塑機(jī)，”研究人員說(shuō)。“LDM將融解在有機(jī)溶劑中的高聚物沉積到低溫制冷服務(wù)平臺(tái)中。該服務(wù)平臺(tái)的溫度遠(yuǎn)小于有機(jī)溶劑的結(jié)晶體溫度(即凝點(diǎn))。因而，高聚物水溶液迅速鎖定，而且產(chǎn)生熱致相分離全過(guò)程。在早已運(yùn)用并解決低溫干燥后，獲取有機(jī)溶劑，而且高聚物維持支架樣子。”

LDM的優(yōu)勢(shì)是很多的，應(yīng)用該技術(shù)性制做的支架能夠 是孔眼和微孔板的，而且生物分子結(jié)構(gòu)或生物特異性化學(xué)物質(zhì)能夠 在搭建全過(guò)程中摻加。高聚物的含量幾乎不受該方式的危害，而且該技術(shù)性適用多種多樣生成或純天然生物大分子原材料，比如殼聚糖、藻酸鹽、PLA、聚乙醇酸(PGA)，PCL、PLGA和聚氨酯材料。LDM方式涉及到將液體變化為固態(tài)，這就是為何它被稱(chēng)作冷藏方式方式(FFM)，或是是冷藏方式的防腐劑生產(chǎn)制造系統(tǒng)軟件(FFAMS)。

針對(duì)FFM全過(guò)程中建立低溫自然環(huán)境有幾種不一樣的方式，可是他們分別也是有他們的缺陷。因而，研究精英團(tuán)隊(duì)決策開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種造就低溫自然環(huán)境的新方式，這將造成一個(gè)緊湊型、好用的FFAM設(shè)備。因此，她們最先設(shè)計(jì)方案了一個(gè)應(yīng)用四個(gè)制冷板來(lái)產(chǎn)生的機(jī)殼或“制冷地區(qū)”的勻稱(chēng)低溫設(shè)備(UCD)。設(shè)計(jì)方案成使其可以在制冷地區(qū)內(nèi)左右挪動(dòng)的工作中板，另外也是置放在內(nèi)部做為能夠 在其上開(kāi)展沉積原材料的結(jié)構(gòu)板。在每一層沉積以后，將板減少，促使下一層能夠 在與前一層完全一致的高寬比處沉積，進(jìn)而保證一致的溫度。

UCD僅僅系統(tǒng)軟件的一個(gè)控制模塊。原材料調(diào)節(jié)器控制模塊由氣動(dòng)式液體調(diào)節(jié)器構(gòu)成，其當(dāng)做擠塑機(jī)。研究人員將根據(jù)PCL的水性聚氨酯的化合物放進(jìn)在其中，隨后她們根據(jù)用原材料三維打印支架，在每一個(gè)層沉積時(shí)測(cè)量溫度，及其明確用以不一樣支架樣子的最好噴頭直徑和層薄厚來(lái)開(kāi)展試驗(yàn)。而不是像大部分FFM方式那般應(yīng)用笛卡兒系統(tǒng)軟件，她們應(yīng)用的是SCARA智能機(jī)器人的健身運(yùn)動(dòng)控制模塊，這能夠 給他大量的協(xié)調(diào)能力。

“在大家的研究中，低溫制冷地區(qū)被設(shè)計(jì)方案為合適在一個(gè)小室內(nèi)空間內(nèi)，便于充足的室內(nèi)空間使SCARA用以多種類(lèi)型的服務(wù)中心，如一個(gè)體細(xì)胞栽種服務(wù)平臺(tái)，”精英團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)。“因而，F(xiàn)FAMS能夠 拓展為智能系統(tǒng)軟件或用以生產(chǎn)制造支架的持續(xù)生產(chǎn)流水線(xiàn)，以完成商業(yè)化的。

從總體上，研究人員的研究造成了具備高發(fā)展?jié)摿Φ能浶灾Ъ埽靡晕磥?lái)在組織工程和皮下組織恢復(fù)中運(yùn)用。盡管研究集中化于具備如管和方形等簡(jiǎn)易樣子的支架的生產(chǎn)制造，她們準(zhǔn)備在未來(lái)再次她們的研究，以開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)繁雜的支架仿真模擬生物系統(tǒng)軟件，及其更高、高些的支架，用以建立軟骨組織機(jī)構(gòu)，如鼻部、耳朵里面和支氣管。

本研究的研究人員包含中央大學(xué)機(jī)械設(shè)備工程學(xué)院的Chau-Yaug Liao、Wei-Jen Wu和Ching-Shiow Tseng ;國(guó)立大學(xué)臺(tái)灣大學(xué)高分子材料科學(xué)研究與工程項(xiàng)目研究所Cheng-Tien Hsieh和Shan-hui Hsu ;和國(guó)防醫(yī)學(xué)管理中心三部總院外科學(xué)部塑膠與復(fù)建普外司Niann-Tzyy Dai。

來(lái)源于：三維虎