功能性生物打印“墨水”及个性化生物3D打印装置研发-XDA16020800

任务1：基于3D打印技术的心脏和肾脏体外制造
预期在5年内获得以下主要成果：（1）建立一套能够复杂器官体外再造需求的自动化生物3D打印平台，并由此平台申请多项国际、国内专利；（2）设计适用于复杂器官体外再造的生物3D打印策略及生物墨水成分，申请多项国际、国内专利；（3）通过生物3D打印等技术制造具有微血管网络且搏动功能良好的心脏微器官，发表高水平论文1到2篇。
任务2：3D组装
（1）“血管化组织构建”的预期成果：
打印1种血管化组织且尺度大于1cm3，管道分支数量大于4，在灌流装置上体外培养14天以上以实现进一步血管化，具有部分功能且功能评价大于4项。
（2）“体外构建肌肉组织”的预期成果：
以明胶和纤维蛋白原为原材料，研发出具有打印性能且有利于肌细胞融合成熟的混合材料，利用3D打印的方法获得肌组织，之后继续培养（通过机械刺激或电刺激的方法）得到成熟度较高、对电刺激有响应发生收缩的肌肉组织。
（3）“类皮肤构建”的预期成果：
首先通过transwell技术，利用人真皮成纤维细胞和人表皮细胞并结合胶原材料，构建真皮表皮完整的类皮肤组织。随后，将血管化介入，结合人皮肤细胞，胶原为主体材料，并结合其他材料使其具有打印性质，利用生物3D打印和芯片技术，通过组织切片，成像技术等验证方法，构建真皮表皮完整的血管化类皮肤组织。
任务3:系统化仿生精密生物打印工艺及装备
主要基于微挤出和喷墨打印及其衍生单元工艺，通过本项目，拟开发多项核心生物3D打印关键技术，突破难加工生物墨水精细搬运和装配难题，实现高打印成活率，高打印速率，高打印精度，高打印结构复杂度，解决多年来限制体外器官制造发展的关键制造技术瓶颈问题。完成三种不同类型组织体外构建的个性化功能化生物打印工艺和装备，为潜在的组织应用奠定工艺及装备基础。
任务4：生物材料定制
开发新型生物医用高分子材料和生物打印原材料，为组织与器官的3D打印应用提供材料基础。开发具有生物功能性的、可用于Organoid的3D生物打印墨水，并在三维环境中促进功能性组织与器官的形成，实现干细胞的活性维持、定向分化，为干细胞治疗领域提供新材料和新方法。