為了用取自病人自身的細(xì)胞來培養(yǎng)移植組織甚至完整的器官，人們需要基于水凝膠的設(shè)備來支持細(xì)胞生長。面對這種日益增長的需求，意大利帕爾馬大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)建議使用一種定制的FDM 3D打印機(jī)來制造水凝膠設(shè)備。這項(xiàng)研究已經(jīng)在線發(fā)表在《Biomedical Materials》雜志上。

在帕爾馬大學(xué)的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)研究中，研究人員選擇使用一臺(tái)定制FDM 3D打印機(jī)，希望借此證明FDM具有足夠的精確度和可重復(fù)性來低成本制造定制形狀。他們用一個(gè)注射泵替代了打印機(jī)上的常規(guī)噴嘴。打印床也被替換成一個(gè)冷卻系統(tǒng)和Peltier板，以為凝膠打印保持一個(gè)環(huán)境溫度。

研究人員用殼聚糖來制造凝膠，殼聚糖是一種化合物，出現(xiàn)在蝦、螃蟹和其他甲殼類動(dòng)物的殼中。作為一種水凝膠，殼聚糖還顯示出制造自愈物體的潛力，有一天也許可以用它制造出更強(qiáng)大的電腦屏幕。


為了優(yōu)化殼聚糖水凝膠配方，研究人員加入了提取自硬質(zhì)蔬菜（如卷心菜、西蘭花）的棉子糖作為穩(wěn)定劑，這種添加物允許殼聚糖進(jìn)行固態(tài)改性，從而避免3D打印稀釋狀態(tài)的殼聚糖。這種混合物是凝膠成功的關(guān)鍵。制作出凝膠后，研究人員用它3D打印細(xì)胞支架，并將支架與用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的相同裝置進(jìn)行了比較。他們同時(shí)將活細(xì)胞添加到兩種支架上。經(jīng)過28天的培養(yǎng)，最終的結(jié)果表明，3D打印殼聚糖中的細(xì)胞表現(xiàn)出“一種源自生產(chǎn)技術(shù)的增強(qiáng)的生物相容性”。這證明FDM是水凝膠制造的一個(gè)合適選擇。