Name: 结合3D打印和静电纺丝来制造仿生心脏瓣膜传单 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-23T13:40:00.000+00:00
Duration: 10 min 29 s
Description: 学习利用3D打印与静电纺丝技术制造仿生心脏瓣膜支架的方法。该技术可逐层定制纤维取向，成功构建三层仿生结构，模拟天然瓣膜胶原排列，为组织工程与再生医学提供灵活高效的解决方案。

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本工作由德国研究基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft，DFG）资助的血管医学临床科学家项目（Clinician Scientist Program In Vascular Medicine，PRIME）支持，项目编号 MA 2186/14-1。

1. 准备工作
<ol>
	<li>3D打印 
	注意：以下步骤需要下载 &#34;标准三角形语言&#34; 提供的STL文件 补充文件1，补充文件2，补充文件3，补充文件4，以及 补充文件 5 随本稿件提供。收集器部件以STL文件格式提供。连接法兰以 &#34;产品模型数据交换标准&#34; （STEP）文件，以便调整收集器以适应不同的个体化设置。此外，还提供了中心金属杆的技术图纸，可用于传统加工制造。 补充文件 6.
	<ol>
		<li>打开切片软件（参见 材料表）并为非导电性聚乳酸（PLA）和0.4 mm喷嘴配置活动打印头。 
		注意：切片软件、耗材和喷嘴直径可能因可用的3D打印机而异。</li>
		<li>上传 STL 文件 标本载玻片A（补充文件3） 和 标本固定装置B（补充文件4） 导入切片软件。</li>
		<li>旋转模型，使三角形表面放置在构建平台上。</li>
		<li>标记所有部件，右键单击并选择 多重选择模型. 进入 1 在提示中 拷贝数 并单击 好的在构建板上共放置四个模型。</li>
		<li>将切片厚度设为 0.1 mm，壁厚设为 1 mm，填充密度设为 40%，并取消勾选 生成支持 盒子</li>
		<li>点击 切片 按钮 | 保存到可移动设备 将打印文件保存至U盘。</li>
		<li>将非导电性PLA装入打印机并启动打印文件。</li>
		<li>打印完成后，从构建板上取下模型，并检查底部角落是否有翘曲现象。</li>
		<li>在切片软件中，保留材料参数，并将模型替换为 收集器法兰（补充文件1） 和 补充文件 5) 和 小册子模板&#160;（补充文件 2）.</li>
		<li>旋转法兰，使平坦的圆形表面紧贴构建平台。同时旋转瓣叶模板，使方形表面直接放置在构建平台上。</li>
		<li>标记法兰，并按照步骤 1.1.4 中的方法复制模型。类型 1 接收 1 份复印件和 1 份原件 构建板上法兰模型的位置。</li>
		<li>标记小叶模型并乘以 8 以获得共计九个瓣膜模型，具体步骤参见1.1.4。</li>
		<li>设置 切片厚度 到 0.1 毫米，壁厚 到 1 mm，填充密度 到 80%，然后取消勾选 生成支持 盒子</li>
		<li>点击 切片 按钮 | 保存到可移动设备 将新的打印文件保存到U盘。</li>
		<li>将导电性PLA装入打印机，并启动打印过程。</li>
		<li>打印完成后，从构建板上取下模型。如果瓣叶模型底部存在细丝状纤维（由于未使用支撑结构），需用金属丝切割器小心去除瓣叶阴模底部的单根纤维。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>纺丝溶液 
	注意：四氢呋喃（THF）和二甲基甲酰胺（DMF）为有害溶剂，不得吸入或接触皮肤。操作时务必佩戴耐溶剂手套和防护护目镜，并在通风橱内进行操作，因其具有极高挥发性。
	<ol>
		<li>将一个200 mL带螺旋盖的玻璃瓶放在通风橱内的天平上，归零天平。</li>
		<li>将50 mL DMF和50 mL THF倒入玻璃瓶中。记录溶剂的重量。</li>
		<li>将磁力搅拌子放入瓶中，将瓶子置于磁力搅拌器上并开启。</li>
		<li>将记录的重量乘以 0.15（= 15% w/v），并将相应量的聚氨酯（PU）缓慢加入含有溶剂混合物的玻璃瓶中（DIN 1310）。</li>
		<li>盖上瓶盖，在室温下搅拌至少12小时，以获得均一溶液。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 电纺丝装置设置
<ol>
	<li>组装 
	注意：由于使用所述收集器制备的瓣膜片状支架相对较小，建议选择使用大直径鼓形芯轴（D：110 mm）。这有助于制备更大尺寸的多层支架，有利于进行显微观察、生物相容性及生物力学评估。
	<ol>
		<li>使用3D打印部件和六个M3 × 15螺丝组装收集器。</li>
		<li>使用三颗螺丝将金属杆固定在其中一个法兰盘上。</li>
		<li>幻灯片一 标本封片_B 在金属条之间。确保模板的空隙方向与法兰相反。</li>
		<li>填充三个插槽 标本封片_B 使用心脏瓣膜瓣叶模板。</li>
		<li>放置 标本封片_A 在上方并用模板填满空隙。</li>
		<li>滑动另一个 标本装片_A 并用模板填充这些空间。</li>
		<li>通过放置第二个模板来固定模板 标本封片_B 在上方。</li>
		<li>将第二个法兰放在上方，并使用M3螺丝固定。 
		注意：确保所有小叶模板朝向一致（小叶的直边与金属杆平行）。</li>
		<li>将组装好的叶片收集器放置于静电纺丝装置中，并使用螺栓（即M6螺丝和翼形螺母）将法兰牢固固定在电机轴上（图1). 
		注意：由于导电性PLA比普通PLA更脆，在紧固会对材料产生压力的螺栓时，应使用扭矩扳手并设定为1.4 Nm，以避免材料断裂。</li>
		<li>将持针器放置在距收集器30 cm处。</li>
		<li>固定14号（G）针头&#160;将平头针头安装在持针器上，并固定在收集轴的高度。</li>
		<li>将一根柔韧且耐溶剂的（例如聚四氟乙烯（PTFE））管路连接到针头的鲁尔锁接口。 
		注意：DMF 和 THF 可溶解多种塑料。在使用这些溶剂时，必须采用耐溶剂材料，例如金属和玻璃器具。当必须使用塑料器具（如注射器或管路）时，应确保选用耐溶剂材料。</li>
		<li>将导管引导至注射泵，以便后续连接装有聚合物的注射器。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>电源单元（PSU）的连接 
	警告：安装过程中，务必确保电源已与主电源断开。
	<ol>
		<li>将两根屏蔽高压电缆分别连接至电源的阳极和阴极。</li>
		<li>使用鳄鱼夹将连接阴极（负极）的电缆接到14 G针头上。检查夹子与针头之间的连接是否牢固。接着，引导高压电缆，使其从旋转区域外通过，以避免干扰。</li>
		<li>使用鳄鱼夹和第二根高压电缆将集电极连接到阳极（+极）。通过滑环或使用去皮电缆制成的滑动触点，在集电极法兰处建立接触。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>注射器的准备 
	&#8203;注意：此步骤应在启动旋转过程前立即进行。
	<ol>
		<li>用步骤1.2中制备的纺丝溶液填充一支20 mL鲁尔锁型注射器。</li>
		<li>将注射器连接至耐溶剂管路，手动推动溶液进入管路系统，直至针尖处可见液滴。</li>
		<li>将注射器放入注射泵中。开启泵后，输入以下参数： 直径：19.129 mm; 体积：5 mL; 流速 3 mL/h.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 电纺丝过程
<ol>
	<li>电机试运行 
	注意：使用3D打印技术制造收集器可能导致收集器运动偏心。因此，强烈建议在不加高压的情况下，先以较低转速进行试运行。
	<ol>
		<li>通过双击计算机上的图标打开电机控制软件。</li>
		<li>点击连接按钮，连接至电机控制系统。</li>
		<li>连接后，选择速度模式操作模式，并点击屏幕左上角的操作选项卡。</li>
		<li>在红色边框标注的快速停止按钮下方，选择速度模式选项卡。输入以下设置：目标速度：200 rpm；加速度：100；减速度：200；快速停止：5000。 
		注意：旋转方向在针头侧应为向上，可通过将&#34;目标速度&#34;字段中的符号由&#34;+&#34;改为&#34;-&#34;进行调整。</li>
		<li>启动试运行，并检查收集器是否存在不平衡现象。若收集器运行平稳，则继续后续操作；否则，停止电机并按照步骤2.1.9所述重新调整收集器。</li>
		<li>点击启用运行按钮停止电机，并将目标速度更改为2,000 rpm。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>制造过程 
	注意：静电纺丝过程对环境参数高度敏感。在相对湿度15–20%、温度21–24 °C条件下可获得最佳纺丝效果。
	<ol>
		<li>第一层 
		注意：在装置设置阶段，针尖处可能已形成干燥的PU液滴。如有必要，使用长而绝缘的工具将其清除。
		<ol>
			<li>在电机控制软件中，点击启用操作按钮以启动电机。</li>
			<li>开启高压电源，并调节阳极和阴极电压：负极（针头）：18 kV；正极（收集器）：1.5 kV。</li>
			<li>启动注射泵，设定流速为3 mL/h。</li>
			<li>设定计时器为20分钟。</li>
			<li>观察针尖处泰勒锥的形成情况。根据针尖处锥形的形态，以±100 V为增量调节阴极电压，直至形成稳定的泰勒锥。 
			注意：若液滴下垂，则电压过低；若射流不稳定，则电压可能过高。</li>
			<li>等待20分钟，使瓣膜模板充分被纤维覆盖。</li>
			<li>关闭注射泵。</li>
			<li>通过拨动电源开关关闭电源单元（PSU）。</li>
			<li>在电机控制软件中点击启用运行按钮停止电机。 
			警告：为防止系统运动部件造成伤害，在打开测试腔室前，务必等待收集器完全停止转动。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>第二层
		<ol>
			<li>在电机控制软件中，将输入字段目标速度更改为10 rpm。</li>
			<li>重复步骤3.2.1.1–3.2.1.9。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>第三层 
		注意：在支架完全干燥前，其对机械应力极为敏感。执行步骤3.2.3.2–3.2.3.6时需格外小心，避免触碰支架或纤维，否则可能导致支架失效。
		<ol>
			<li>小心松开连接收集器法兰与电机轴的螺丝，将瓣膜收集器（图2B）从静电纺丝装置中取出。</li>
			<li>使用手术刀沿每个瓣膜模板的外轮廓切割电纺纤维（图2C）。</li>
			<li>拆下收集器一侧的法兰。</li>
			<li>取出3D打印的插件，并将瓣膜模板从非导电三角支架上分离。</li>
			<li>将所有瓣膜模板旋转90°，并重新组装收集器。</li>
			<li>将收集器插入静电纺丝装置，并牢固固定。</li>
			<li>继续纺丝前，再次检查是否存在不平衡现象。</li>
			<li>在电机控制软件中，将输入字段目标速度更改为2,000 rpm。</li>
			<li>重复步骤3.2.1.1–3.2.1.9。 
			注意：静电纺丝过程结束后，强烈建议使用纯DMF冲洗管路和针头，以防止堵塞。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>荧光染色支架（可选） 
		注意：荧光染料用于在常规荧光显微镜下使纤维可见。该步骤仅在方法建立阶段或应用新参数后进行质量控制时必要。使用已确定参数制造支架时，不建议使用荧光染料。
		<ol>
			<li>将步骤1.2中配制的纺丝溶液均分为三份，分别置于不同的容器中。</li>
			<li>使用天平称取每克聚合物溶液（0.1 wt%）对应1 mg的荧光染料。对三种荧光染料（即荧光素、德克萨斯红、4',6-二脒基-2-苯基吲哚[DAPI]）均进行相同操作。</li>
			<li>将染料加入纺丝溶液中，盖紧瓶盖，搅拌2–3小时或直至均匀混合。 
			注意：为防止荧光染料褪色，应尽可能避免光照，例如用不透明罩覆盖磁力搅拌器。荧光染色支架的制备流程与步骤3.2.1–3.2.3所述标准流程基本相同。</li>
			<li>在步骤3.2.1中，用装有含第一种荧光染料纺丝溶液的注射器替换标准注射器。</li>
			<li>在步骤3.2.2中，更换当前使用的管路和针头为新的或已清洁的部件，随后将装有含第二种荧光染料纺丝溶液的注射器放入注射泵中。</li>
			<li>在步骤3.2.3中，再次更换管路和针头为新的或已清洁的部件，并将注射器替换为装有含第三种荧光染料纺丝溶液的注射器。 
			&#8203;注意：为避免制造过程中的延迟，建议使用三套独立的管路和针头。或者，在各层制备之间用THF和DMF彻底冲洗管路和针头，直至系统中无残留含荧光染料的纺丝溶液。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 后处理与样品采集
<ol>
	<li>支架后处理
	<ol>
		<li>从静电纺丝装置上取下收集器。</li>
		<li>使用手术刀，按照步骤 3.2.3.2 中所述，在基部将每个模板切下。</li>
		<li>如上所述打开收集器，并将模板底部朝下放置于托盘中。</li>
		<li>将托盘置于 40 °C 的干燥柜中过夜。</li>
		<li>待样品完全干燥后，使用手术刀沿瓣叶模板边缘小心切割，以去除多余的纤维。</li>
		<li>随后，小心地将瓣叶支架从模板上剥离，并放置于托盘中以进行后续处理。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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<li>Heilingoetter, A., Smith, S., Malhotra, P., Johnson, J., Chiang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Electrospinning+for+Tissue+Engineering+in+Otolaryngology%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Otology%2C+Rhinology+%26+Laryngology%22%5BJournal%5D)">Applications of Electrospinning for Tissue Engineering in Otolaryngology.</a> Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 130 (4), 395-404 (2020).</li>
<li>Xue, J., Xie, J., Liu, W., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+nanofibers%3A+new+concepts%2C+materials%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Electrospun nanofibers: new concepts, materials, and applications.</a> Accounts of Chemical Research. 50 (8), 1976-1987 (2017).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

本方案在（心血管）组织工程领域提出了两项创新：采用低成本方法制造完全由3D打印制成的静电纺丝模型，以及使用多功能收集器制备可调节的多层心脏瓣膜瓣叶。
近年来，3D打印已成为制造实验室设备（如生物反应器或制造与测试装置）的一种重要工具11,12。因此，本研究中所展示的静电纺丝装置能够在较短时间内以较低成本完成制造（表1）。这与此前利用3D打印技术低成本制备静电纺丝装置的研究结果一致13。
此外，据作者所知，这是首次使用导电的3D打印材料来制备用于心脏瓣膜瓣叶的静电纺丝收集器。迄今为止，3D打印收集器要么通过金属激光烧结技术制造14，要么采用非导电聚合物打印后再通过导电涂层进行后续处理15。与这种新方法相比，这些方法存在明显劣势，例如成本更高、耗时更长或需要更多人工操作。
静电纺丝依赖于多种影响所制备纤维形貌的变量。尽管市场上已有不同的商用静电纺丝装置，许多研究团队仍使用高度个性化的装置以满足其特定需求16。考虑到这一点，本实验方案中所述的参数值（如电压、距离和转速）可能需要根据具体装置进行调整，应视作起始参考值而非固定不变的数值。此外，已知环境参数对静电纺丝结果具有显著影响17,18。因此，强烈建议至少对静电纺丝设备内的温度和湿度进行控制。在相对湿度15–20%、温度21–24 °C的条件下可获得最佳的静电纺丝效果。实施本方案需配备以下关键设备：能够将质量约为300 g的收集器加速至2,000 rpm转速的电机、适用于1–3 mL/h小流量的注射泵，以及可提供±20 kV直流（DC）输出的双极电源装置。
与以往研究一致，可通过荧光显微镜观察到电纺支架的纤维结构19。能够成功展示支架的多层结构，包括不同方向的纤维排列。特别是在处理多层或多种材料时，建议将荧光染料的引入作为严格质量控制的标准步骤。这有助于在参数或工作流程发生改变后，更直观地评估实验结果。不建议对用于体内（in vivo）或体外（in vitro）评估的支架使用染料，以避免干扰已建立的分析方法。
模拟天然心脏瓣膜形态对于制备可用于心脏瓣膜假体的组织工程瓣膜至关重要图4B）。研究表明，特定的阀门几何结构对 体内 重塑20在此背景下，采用3D打印技术制备用于静电纺丝的瓣叶几何结构具有优势，因其迭代设计易于且快速实现。个性化瓣膜几何结构的制造亦可实现，后续还可开发个体化的心脏瓣膜异常三维模型，例如用于教学目的。
进一步改善组织工程心脏瓣膜的性能是当前研究工作的核心，多个研究团队已致力于开发具有明确纤维取向的多层支架。Masoumi 等人利用模压的聚癸二酸甘油酯层与静电纺丝聚己内酯（PCL）纤维膜制备了复合支架21。由此可构建三层结构，其中两个具有取向的静电纺丝层之间夹有一层微加工的聚癸二酸甘油酯薄膜。然而，与现有的支架相比，这些支架既不具备三维结构，也无法充分模拟中间层（海绵层）。Jana 等人则采用了另一种仿生组织工程心脏瓣膜的制备方法22,23。他们利用铝制收集器成功制备出具有取向纤维的三层PCL基静电纺丝支架。但这些支架同样存在形态学上的缺陷，仅呈现二维形态，且最终支架结构中贯穿有辐条状结构。
尽管本方案详细说明了如何制备三维三层层状心脏瓣膜瓣叶，但要制造出实际可用的心脏瓣膜假体，还需进行多个额外步骤。建议为本文所述的瓣叶选用直径为24 mm的支架。根据所用支架的特性，可为瓣叶增加用于缝合的辅助支撑结构。为了实现最大的灵活性，此处展示的瓣叶并未针对特定支架设计进行个性化定制，但可通过使用CAD软件简单修改模板来实现。
尽管该方法目前用于心脏瓣膜组织工程，但也可轻松应用于骨科24、泌尿外科25、耳鼻喉科26及其他领域的静电纺丝装置。通过采用其他3D打印的接收器，可实现复杂且/或个性化的三维结构的制备。尽管接收器的材料已改变，静电纺丝的基本原理仍保持不变27。因此，理论上可使用不同的聚合物，但可能需要调整静电纺丝参数。
总体而言，本研究所展示的方案提供了一种简便且经济的方法来制备多层心脏瓣膜瓣叶。采用3D打印技术可快速调整和修改收集器及插入件，从而能够在无需复杂加工（如金属收集器加工）的情况下制造患者特异性的假体。在一次运行中，可在相同条件下制备多个样品，因此可对部分样品进行材料破坏性测试，同时保留（几乎）完全相同的其他样品用于实际瓣膜的构建。本研究将打印文件作为补充文件提供，旨在推动多层心脏瓣膜支架的发展。这种新型静电纺丝技术在再生医学的其他领域也具有广阔的应用前景，因为经过改进的收集器以及其他3D打印的纺丝模板均易于实现。

心血管疾病是西方国家死亡的首要原因1。尽管该领域已开展了大量研究，预计在未来几年中，退行性心脏瓣膜病的负担将进一步加重2。作为治疗选择，可通过手术或介入手段进行心脏瓣膜置换。目前已有机械瓣膜和生物瓣膜可供使用，但二者均存在各自的局限性。机械瓣膜具有血栓形成倾向，需终身抗凝治疗。尽管生物瓣膜无需抗凝，但其缺乏重塑能力，易发生钙化，并伴随退化现象3。
组织工程心脏瓣膜可能通过向体内引入一种允许细胞生长和重塑的微纤维支架来克服这些缺点 体内 重塑。目前有多种方法可供选择，例如静电纺丝（ESP）、脱细胞化、微模塑、喷涂、浸涂和3D生物打印。可根据需要构建特定性能的结构、成本更低或速度更快，或仅仅由于缺乏替代方案而选择相应方法。这些方法和材料甚至可结合使用，以构建更复杂的结构。4例如，静电纺丝（ESP）已成为组织工程中制备支架的标准技术，可实现不同材料的复合，并可调节纤维直径、纤维取向和孔隙率。4此外，多种后处理技术可优化电纺支架的组织重塑，提高其血液相容性，并调节其生物降解性5,6,7.
基本的静电纺丝（ESP）使用静态或旋转收集器，这直接影响纤维的取向程度和所获得的纤维直径8。由于制造工艺的限制，传统的ESP旋转收集器通常由旋转鼓、圆盘、金属丝或金属棒构成。3D打印技术的引入使得能够制造出不受传统加工技术限制的个性化收集器几何结构。这种个性化设计在制备心脏瓣膜瓣叶等三维结构时尤为有用。
人类心脏瓣膜瓣叶天然的三层结构（纤维层、海绵层和心室层）是组织在心动周期中对外界机械力和剪切应力的响应9,10。纤维层的纤维呈环向排列，海绵层的纤维则随机排列，而心室层的纤维呈放射状排列。因此，提出构建具有相应纤维取向的三层结构，以在组织工程支架中模拟这些瓣膜的特性。
该工作流程方案描述了一种利用3D打印和静电纺丝技术制备三层结构三维心脏瓣膜瓣叶的创新方法。此外，还提供了一个质量控制步骤，以确保每一层中纤维取向的准确性。

<table><tbody><tr><td>BTC-FR2.5TN.D09</td><td>ZwickRoell GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td></td><td>牵引机（拉伸试验）</td></tr><tr><td>C5-E 电机控制器</td><td>Nanotec Electronic GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td></td><td>电机控制单元</td></tr><tr><td>CH1: CPN 30 kV | 0.3 mA</td><td>iseg Spezialelectronik GmbH</td><td></td><td>阳极电源单元</td></tr><tr><td>CH1: CPN 30 kV | 0.3 mA</td><td>iseg Spezialelektronik GmbH</td><td></td><td>阴极电源单元</td></tr><tr><td>导电复合PLA</td><td>ProtoPasta</td><td></td><td>导电PLA</td></tr><tr><td>Cura 4.7.1</td><td>Ultimaker BV</td><td></td><td>Ultimaker切片软件，步骤1.1.2</td></tr><tr><td>DAPI储备液 c = 0.1 mg/mL</td><td>Sigma-Aldrich Chemie GmbH</td><td></td><td>DAPI</td></tr><tr><td>一次性手术刀23号</td><td>FEATHER</td><td></td><td>手术刀</td></tr><tr><td>荧光素（C.I. 45350）分子量 376.28 g/mol</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td></td><td>荧光素</td></tr><tr><td>符合DIN 12924 2类标准的通风橱</td><td>K&amp;ouml;ttermann GmbH</td><td></td><td>通风橱</td></tr><tr><td>Leica Application Suite X 3.5.5.19976</td><td>Leica Microsystems GmbH</td><td></td><td>共聚焦激光扫描显微镜软件</td></tr><tr><td>鲁尔锁接头注射器 20 mL</td><td>BD Plastipak</td><td></td><td>鲁尔锁接头注射器</td></tr><tr><td>金属平面针头 2.50/2.00 x 20 mm</td><td>Unimed S.A.</td><td></td><td>平面尖端针头</td></tr><tr><td>Montage-complet-tubes；内径×外径：1/16&quot; × 1/8&quot;，长度 1.000 mm</td><td>Bohlender GmbH</td><td>F740-28</td><td>耐溶剂管</td></tr><tr><td>N,N-二甲基甲酰胺 &amp;ge;99.8%</td><td>Sigma-Aldrich Chemie GmbH</td><td></td><td>二甲基甲酰胺</td></tr><tr><td>Pellethane 2363 80AE</td><td>Velox GmbH Hamburg</td><td></td><td>聚氨酯</td></tr><tr><td>PLA</td><td>Ultimaker BV</td><td></td><td>PLA</td></tr><tr><td>Plug&amp;Drive Studio (1.0.4)</td><td>Nanotec Electronic GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td></td><td>电机操作软件</td></tr><tr><td>SEM Evo LS 10</td><td>Zeiss MicroImaging GmbH</td><td></td><td>扫描电子显微镜</td></tr><tr><td>SHT 31-D</td><td>Adafruit Industries</td><td></td><td>温湿度传感器</td></tr><tr><td>SolidWorks 2020 CAD 软件</td><td>Dassault Syst&amp;egrave;mes</td><td></td><td>商用CAD软件</td></tr><tr><td>磺基罗丹明101 50 mg</td><td>Sigma - Aldrich&amp;nbsp;</td><td>S 7635</td><td>Texas Red</td></tr><tr><td>注射泵型号：Fusion 100</td><td>Chemyx Inc.</td><td></td><td>注射泵</td></tr><tr><td>TCS SP8 倒置 CEL BMi8</td><td>Leica Microsystems GmbH</td><td></td><td>共聚焦激光扫描显微镜</td></tr><tr><td>testXpert V11.02</td><td>ZwickRoell GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td></td><td>拉伸试验软件</td></tr><tr><td>四氢呋喃 &amp;ge;99.9%</td><td>Sigma-Aldrich Chemie GmbH</td><td></td><td>四氢呋喃</td></tr><tr><td>型号 1511530000202 #980361</td><td>Binder Labortechnik GmbH</td><td></td><td>加热箱</td></tr><tr><td>Ultimaker 3 Extended</td><td>Ultimaker BV</td><td></td><td>3D打印机</td></tr></tbody></table>

结合3d打印与静电纺丝技术制造仿生心脏瓣膜瓣叶

Combining 3D-Printing and Electrospinning to Manufacture Biomimetic Heart Valve Leaflets

静电纺丝已成为心血管组织工程中广泛应用的技术，因其能够制备具有可调特性的（微）纤维支架。本研究旨在利用导电性3D打印收集器，构建多层支架以模拟人类心脏瓣膜瓣叶的纤维结构特征。
使用商用计算机辅助设计（CAD）软件构建主动脉瓣瓣叶的模型。采用导电性聚乳酸材料制备3D打印的瓣叶模板。将这些瓣叶阴模集成到特制的旋转静电纺丝芯模中。在收集器上纺出三层聚氨酯，以模拟人类心脏瓣膜的纤维取向。通过扫描电子显微镜（SEM）评估表面及纤维结构。应用荧光染料可进一步实现对多层纤维结构的显微观察。通过拉伸试验评估支架的生物力学性能。
在低成本且短时间内即可完成静电纺丝装置关键部件的3D打印。按照本方案制备的主动脉瓣瓣叶为三层结构，纤维直径为4.1 ± 1.6 µm。扫描电镜成像显示纤维分布均匀。荧光显微镜观察显示各层纤维具有不同的取向，且每层均精确达到预期的纤维排列构型。所制备的支架表现出较高的拉伸强度，尤其在纤维取向方向上更为显著。不同收集器的打印文件作为补充文件1、补充文件2、补充文件3、补充文件4和补充文件5提供。
通过高度专业化的装置和工作流程，可以在多层结构中模拟具有复杂纤维结构的组织。直接在3D打印的收集器上进行纺丝，能够在低成本生产条件下灵活制造3D形状。

本方案旨在开发一种用于心脏瓣膜组织工程的三层小叶支架。该支架模拟了天然人心脏瓣膜中三层结构的胶原排列。每一层均由纤维构成，纤维的总体直径为 4.1 ± 1.6 µm（图 1）。
<img alt="纤维直径分布直方图及统计结果；平均值 4.146 μm，标准差 1.550 μm。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 1"> 
图 1：纤维特性。 纤维分析结果：总纤维数量；纤维直径（µm）：平均值、众数、标准差、最小直径、最大直径。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
小叶模板设计为适配直径24 mm的主动脉瓣假体（图2C）。干燥后，小叶支架保持了三维心脏瓣膜瓣叶的形状（图3A）。
<img alt="旋转圆柱装置；包含叶片的计算机辅助设计；研究流体动力学和气流模式。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 2"> 
图 2：静电纺丝装置。（A）旋转装置中组装的3D打印收集器；（B）可3D打印收集器的CAD渲染图；（C）B中所示心脏瓣膜瓣叶阴模的CAD渲染图；三角形指示放大区域。缩写：CAD = computer-aided design。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
采用扫描电镜（SEM）成像技术评估纤维的定向排列与非定向排列结构（TEMP F3512-21）。在支架上的三个不同位置，分别以100倍、500倍和2,000倍的放大倍数进行拍照观察。定向排列纤维支架表面光滑，且沿圆周方向呈现明确的取向（图3B）。对2,000倍图像中纤维取向的目视分析进一步证实了纤维主要沿一个方向排列（图3C）。与定向排列纤维相比，非定向排列纤维支架同样表现出光滑的表面，但纤维取向杂乱无章，且存在大量明显的纤维交叉点（图3D）。后续的视觉分析进一步确认纤维无明显主取向，呈非定向排列状态（图3E）。
<img alt="复合材料研究中的3D打印材料、SEM纤维及角度分析图表。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig03.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图3"> 
图3：电纺瓣膜及扫描电镜成像。（A）多层电纺瓣膜及3D打印瓣膜收集器；（B）未取向纤维的扫描电镜图像（放大倍数1,000倍）；（C）未取向纤维的纤维取向分析；（D）取向纤维的扫描电镜图像（放大倍数1,000倍）；（E）取向纤维的纤维取向分析。比例尺 = 10 mm（A），100 µm（B, D）。缩写：SEM = scanning electron microscopy。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
荧光染色多层支架的成像结果显示了三个具有不同纤维取向的独立层（图4D）。底层（图4A；蓝色）显示纤维呈水平方向排列，纤维之间的交叉极少。中间层（图4B；绿色）显示纤维无序排列，无明显的主要取向。顶层（图4C；红色）显示纤维呈垂直方向排列。对顶层和底层的视觉分析表明，两层之间的平均夹角为89°，这与纺丝过程中收集器旋转90°的设计相符（图4E）。
<img alt="多层结构分析；显微镜图像（A-D），角度分布图（E），纤维取向。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig04.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Figure 4"> 
图4：多层支架的荧光显微镜图像。（A）第一层的荧光图像，主取向从左下至右上；（B）第二层的荧光图像，纤维取向无序；（C）第三层的荧光图像，主取向从右下至左上；（D）三层结构组合在一个支架中的荧光图像；（E）三层纤维取向分析（第1层：蓝色；第2层：绿色；第3层：红色）；放大倍数 = 400x（A-D）；比例尺 = 100 µm（A-D）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
对21个样品（图5A）（TEMP F3510-21）进行了厚度测量。所有样品均采用相同的参数制备。温度和湿度分别在20.3 °C至26.1 °C和35%至55%之间波动。结果显示，厚度随时间呈相对线性增长，约为每分钟增加2.65 µm。
另一项实验显示，在相同参数下旋转60分钟后结果具有一致性（图5B）。湿度和温度分别在35%至50%和20.3 °C至26.1 °C之间变化。所得支架的厚度介于126至181 µm之间，平均厚度为151.11 ± 13.17 µm。平均厚度增长约为2.52 µm/min。
<img alt="比较膜厚度与持续时间的图表；厚度一致性的柱状图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig05.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 5"> 
图 5：厚度测量。（A）不同旋转时间下支架的厚度；n = 21；相关系数（r）= 0.653；p** = 0.00132；（B）60 分钟后样品的厚度；n = 13；红线：均值。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
对取向和非取向纤维支架分别沿周向方向及其垂直方向进行拉伸试验。每组试样包含15个样本。样品根据DIN 53504:2017-03标准从平面支架上裁取。在每个样本的三个不同位置测量厚度，并用于计算每平方毫米的最大受力值。
厚度值介于 0.03 至 0.2 mm 之间。对于取向纤维支架，不同方向的极限抗拉强度存在显著差异（p &lt; 0.001）（图 6A）。沿周向方向，支架的最大强度达到 12.26 ± 2.59 N/mm2，而在垂直方向上抗拉强度降低至 3.86 ± 1.08 N/mm2。
不同取向的未取向纤维支架在极限抗拉强度上无显著差异（F1：7.19 ± 1.75 N/mm2，F2：7.54 ± 1.59 N/mm2；p = 0.60）。对取向纤维支架断裂伸长率的比较分析显示，不同方向间的延展性存在显著差异（p &lt; 0.001）（图6B）。周向的延展性达到187.01 ± 39.37%，而垂直方向为107.16 ± 30.04%。
相比之下，未取向纤维膜在两个方向上的断裂伸长率表现出均匀的延展性（F1：269.74 ± 24.78 %；F2：285.01 ± 25.58 %；p = 0.69）。代表性的应力-应变曲线显示，材料的力学行为因拉伸力施加方向的不同而存在显著差异。未取向纤维膜表现出线性弹性行为，而取向纤维膜在轴向方向上则呈现非线性特征。
<img alt="拉伸测试结果；图表显示了取向/非取向纤维的强度、伸长率以及力与伸长率的关系。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63604/63604fig06.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图6"> 
图6：取向与非取向纤维的拉伸测试。（A）取向与非取向纤维膜在周向和轴向的极限拉伸强度；n = 15；（B）取向与非取向纤维膜在周向和轴向的断裂伸长率；n = 15；（C）取向与非取向支架在轴向和周向拉伸的代表性应力-应变曲线。（***p &lt; 0.001）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/63604fig06large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;"></td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;"></td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;"></td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">制造指标</td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;"></td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">名称</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">材料</td>
			<td style="min-width: 60px;">数量</td>
			<td style="min-width: 60px;">总耗时</td>
			<td style="min-width: 60px;">总重量 [g]</td>
			<td style="min-width: 60px;">成本 [€/kg]</td>
			<td style="min-width: 60px;">总成本</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;">1</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">Specimen_Mount_A</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">普通PLA</td>
			<td style="min-width: 60px;">2</td>
			<td style="min-width: 60px;">18:19</td>
			<td style="min-width: 60px;">159</td>
			<td style="min-width: 60px;">51.33 €</td>
			<td style="min-width: 60px;">8.16 €</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;">2</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">Specimen_Mount_B</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">普通PLA</td>
			<td style="min-width: 60px;">2</td>
			<td style="min-width: 60px;">19:42</td>
			<td style="min-width: 60px;">161</td>
			<td style="min-width: 60px;">51.33 €</td>
			<td style="min-width: 60px;">8.26 €</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;">3</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">Collector Flange</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">导电PLA</td>
			<td style="min-width: 60px;">2</td>
			<td style="min-width: 60px;">10:40</td>
			<td style="min-width: 60px;">95</td>
			<td style="min-width: 60px;">99.98 €</td>
			<td style="min-width: 60px;">9.50 €</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;">4</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">Leaflet_Inlet</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">导电PLA</td>
			<td style="min-width: 60px;">9</td>
			<td style="min-width: 60px;">05:32</td>
			<td style="min-width: 60px;">31</td>
			<td style="min-width: 60px;">99.98 €</td>
			<td style="min-width: 60px;">3.10 €</td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="min-width: 40px;"></td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;">总计</td>
			<td colspan="2" style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;"></td>
			<td style="min-width: 60px;">29.02 €</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1：制造参数。 该表格列出了3D打印部件的数量、制造时间、所需材料量及成本。缩写：PLA = 聚乳酸。
补充文件 1：可调节收集器法兰。 用于适配和打印收集器法兰的 STEP 文件。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Collector_Flange_adaptable.STEP" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充文件 2：宣传册模板。 用于打印宣传册模板的 STL 文件。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Leaflet_Template.STL" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充文件 3：标本夹具 A。 用于打印标本夹具 A 的 STL 文件。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Specimen_Mount_A.STL" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充文件 4：标本夹具 B。 用于打印标本夹具 B 的 STL 文件。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Specimen_Mount_B.STL" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充文件 5：收集器法兰。用于打印收集器法兰的 STL 文件。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Collector_Flange.STL" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充文件 6：连接金属杆。 用于制作连接金属杆的技术图纸。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63604/Connecting_Rod.zip" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>

该方法为在三维（3D）支架（例如心脏瓣膜瓣叶）中构建仿生纤维结构提供了一种创新途径。采用3D打印的导电几何结构来确定形状和尺寸。每一层的纤维取向和特性均可独立调节。一个实验设置中可同时制备多个样品。

结合3D打印与静电纺丝技术制造仿生心脏瓣膜瓣叶

静电纺丝已成为心血管组织工程中广泛应用的技术，因其能够制备（微）纤维支架……

由取向纤维组成的三层结构在人体中广泛存在。采用这种方法，不仅可以制造出模拟自然条件的心脏瓣膜瓣叶，还能制备多种其他类型的组织。这是首次在静电纺丝中使用导电材料进行3D打印的接收装置，这一特点使得该工艺具有高度的灵活性和成本效益。首先，通过将STL文件“样本支架A”和“样本支架B”上传至切片软件中，开始3D打印。旋转模型，使三角形表面朝下放置在构建平台上。选中所有部件，右键单击并选择“复制所选模型”。在提示的副本数量中输入 1，然后点击确定。将切片厚度设置为 0.1 毫米，壁厚设置为 1 毫米，填充密度设置为 40%，并取消勾选生成支撑选项。点击切片按钮，然后选择保存到可移动设备，将打印文件保存至 U 盘。保留这些设置，并在切片软件中将 STL 文件替换为收集器法兰和瓣叶模板。在开始打印前，使用复制工具创建一个法兰的副本和八个模板的副本。打印完成后，从构建板上取下模型。如果在瓣叶模型底部存在单独的纤维细丝，需小心使用金属丝剪刀将其清除。配制纺丝溶液时，将天平置于通风橱下方。将一个200毫升带螺口盖的玻璃瓶放在天平上，并将天平归零。向玻璃瓶中加入50毫升二甲基甲酰胺和50毫升四氢呋喃。记录溶剂的重量。将磁力搅拌子放入瓶中。将瓶子置于磁力搅拌器上并开启搅拌器。将相应量的聚氨酯缓慢加入含有溶剂混合物的玻璃瓶中，同时在室温下搅拌，以获得均一溶液。随后，盖紧瓶盖。将3D打印部件与金属棒组装在一起，形成收集器，并确保所有模板均正确对齐。将组装好的收集器放入静电纺丝装置中，并将法兰牢固地固定在电机轴上。使用鳄鱼夹将连接阴极的导线与14号针头相连，并检查夹子与针头之间的连接。使用鳄鱼夹和第二根高压导线将收集器连接至阳极。使用滑环或去皮电缆在集电环的法兰处建立接触。用20毫升纺丝溶液填充鲁尔锁紧式注射器以做好准备。将注射器连接至耐溶剂管路，并手动推动溶液进入管路系统，直至针尖处可见液滴。将注射器放入注射泵中。打开泵电源后，设置内径为 19.129 毫米，体积为 5 毫升，流速为 3 毫升每小时。为测试运行电机，请通过点击连接按钮与电机控制器建立连接。连接后，选择“轮廓速度”操作模式，然后单击屏幕左上角的“操作”选项卡。在红色边框标注的“快速停止”按钮下方，选择“轮廓速度”选项卡。随后设置目标速度为 200 RPM，轮廓加速度为 100，轮廓减速度为 200，快速停止为 5,000。启动测试运行，并检查收集器是否存在任何不平衡。通过单击启用按钮上的开关来停止电机，并将目标转速更改为 2,000 RPM。在电机控制软件中制造该层时，单击启用操作按钮以启动电机。打开高压电源，调节阳极和阴极的电压，使负极电压为18千伏，正极电压为1.5千伏。启动注射泵，流速设为每小时3毫升。观察针尖处泰勒锥的形成情况，并根据针尖处锥体的形状，以100伏为增量逐步调节阴极电压，直至形成稳定的泰勒锥。通过关闭电源装置、注射泵和电机来停止纺丝过程。然后在电机控制软件中将目标转速更改为10 RPM，并按照前述方法重复进行20分钟的层制备过程。在添加第二层后，小心地打开连接收集器法兰与电机轴的螺丝，从静电纺丝装置中取出瓣叶收集器。使用手术刀沿每个瓣叶模板的外轮廓切割电纺纤维。移除收集器一侧的凸缘，然后抽出3D打印的插件，并将瓣叶模板从非导电的三角形支架上分离。将所有叶片模板旋转90度，并重新组装收集器。将收集器插入静电纺丝装置中并牢固固定。再次在电机控制软件中将目标转速调回2,000 RPM，并按照前述方法启动纤维层制备过程，持续20分钟，以添加第三层纤维。从静电纺丝装置上取下收集器后，将样品置于40摄氏度的加热柜中干燥。待样品完全干燥后，使用手术刀沿叶片模板边缘小心切割，以去除多余的纤维。随后，小心地将叶片支架从模板上剥离，并放置于托盘中以供后续使用。三层结构的叶状支架模拟了人体天然心脏瓣膜的胶原蛋白构型，每一层均由直径约为 4.1 微米的纤维组成。扫描电子显微镜成像显示，取向排列的纤维表面光滑，并在周向方向上具有严格的定向排列，而未取向排列的纤维则呈现无序取向，且纤维之间存在大量明显的交叉。荧光成像显示，底层由水平方向排列的纤维构成，纤维之间的交叉极少。中间层显示无规排列的纤维，无主要纤维取向，而顶层则显示垂直取向的定向排列纤维。厚度测量表明，厚度以每分钟约 2.65 微米的速率线性增加。60 分钟后，观察到厚度增加速率约为每分钟 2.52 微米。沿周向和垂直方向，取向纤维支架的拉伸强度分别约为12和3牛顿每平方毫米。然而，非取向纤维支架在不同方向上的拉伸强度无明显差异。取向纤维支架在周向和垂直方向的延展性分别约为187%和107%，而非取向纤维在两个方向上表现出均匀的延展性。应力-应变曲线显示，未取向纤维膜表现出线性弹性行为，而取向纤维在轴向上表现出非线性特征。所制备的瓣叶可用于生物学和生物力学评估。当将其中三个组装成一个功能性的主动脉瓣时，可进行多种体外实验。该方案不仅能使研究人员制备多层纤维支架，还能实现纤维的定向排列，从而模拟多种不同类型的组织。

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Medicine

医学

结合3D打印和静电纺丝来制造仿生心脏瓣膜传单

本研究旨在模拟动脉壁天然的三层结构。为实现这一目标，采用静电纺丝技术，使用3-1（输入-输出）喷嘴，以及聚己内酯、弹性蛋白和胶原蛋白的混合物。...

三层层电纺丝技术模拟天然动脉结构：基于聚己内酯、弹性蛋白和胶原蛋白的初步研究

静电纺丝支架可在制备后进行加工，以用于组织工程应用。本文介绍了制备复杂结构支架的方法（通过连续纺丝）、制备更厚支架的方法（通过多层叠加并采用热处理或蒸汽退火）、实现无菌性的方法（无菌制备或制备后灭菌），以及获得适宜生物力学性能的方法。...

组织工程用静电纺丝纤维的后期加工处理

牺牲组分汽化法（VaSC）用于制造微血管结构。该方法利用牺牲性聚乳酸纤维，在激光微加工导引板提供的精确三维几何定位下，形成中空的微通道。...

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我们报道了一种在电纺丝膜内制造微孔结构以研究细胞行为的技术。具体而言，我们描述了一种结合微立体光刻与电纺丝的方法，用于制备具有微结构特征的PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物）角膜生物材料装置。...

结合微立体光刻与静电纺丝技术制备用于角膜再生的带壁龛结构膜

生物材料技术的进步使得三维多细胞类型结构的构建成为可能。我们已开发出静电纺丝方案，用于制备三种独立的支架，以培养气道的主要结构细胞，从而构建气道细支气管壁的三维体外模型。...

通过调整静电纺丝工艺为三层结构提供三种独特环境 体外 气道壁模型

本方案描述了无需使用生物材料的三维心脏组织生物打印技术。三维生物打印的心脏补片表现出组分球状体之间的机械整合，在心脏组织再生及作为心脏疾病的三维模型方面具有广阔的应用前景。...

利用3D生物打印技术构建表现出类球体机械整合的心脏组织

我们提供一种基于微流控生物打印策略的通用方案，用于构建微纤维血管床，其中可进一步将第二种细胞类型接种于该微纤维结构的间隙空间，以生成带血管化的组织和类器官。...

用于构建血管化组织和类器官的微流控生物打印技术

本方案提供了通过熔体静电纺丝在直接书写模式下制备支架的全面指南。我们系统地概述了该过程，并定义了实现目标支架结构的适当参数设置。...

用于组织工程应用的可调控形貌三维聚(ε-己内酯)支架的熔融电纺写入制备

工程化皮瓣需要整合功能性血管网络。在本方案中，我们介绍一种制造包含分级血管网络的3D打印组织皮瓣的方法，并将其直接与大鼠股动脉进行显微外科吻合。...

利用3D打印技术制备工程化血管皮瓣

我们介绍一种利用3D生物打印技术在标准六孔板上高通量制备具有可调尺寸和特定图案血管通道的实验方案，该技术被称为“孔板上的血管”（vessels-on-a-plate,...

高通量生物打印方法用于在标准六孔板中灵活构建具有可调尺寸与图案的血管通透性模型

本文介绍了一种可重复的方法，通过结合熔融电纺写入（MEW）法制备的聚己内酯（PCL）支架、纤维蛋白水凝胶以及人诱导多能干细胞来源的心肌细胞和成纤维细胞，生成三维心肌组织。该技术可精确控制支架结构，适用于临床前药物筛选和心脏疾病建模。...

利用聚己内酯支架的熔融静电纺丝书写技术与人诱导多能干细胞来源的心脏细胞生成三维人心肌组织

学习利用3D打印与静电纺丝技术制造仿生心脏瓣膜支架的方法。该技术可逐层定制纤维取向，成功构建三层仿生结构，模拟天然瓣膜胶原排列，为组织工程与再生医学提供灵活高效的解决方案。

结合3D打印与静电纺丝技术制造仿生心脏瓣膜瓣叶

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