根据墨尔本大学的研究人员的说法，与体积方法不同，动态界面打印过程消除了对复杂的反馈系统、专业化学或复杂光学的需求，同时保持了快速的打印速度。
墨尔本大学的生物医学工程师表示，他们发明了一种生物打印机，能够制造出与人体各种组织非常相似的结构，从柔软的脑组织到软骨和骨骼等较硬的材料。科学家们说，这项技术为癌症研究人员提供了一种复制特定器官和组织的先进工具，大大提高了预测和开发新药物疗法的潜力。他们补充说，通过减少动物试验的需要，这将为更先进和更合乎道德的药物发现铺平道路。
该团队在《Nature》杂志上发表了一项名为“Dynamic interface printing”的研究成果。
“在这里，我们介绍了动态界面打印，这是一种新的3D打印方法，它利用声学调制，受约束的气液边界在几十秒内快速生成厘米级的3D结构。与体积法不同，这种方法在保持快速打印速度的同时，消除了对复杂反馈系统、专业化学或复杂光学的需求。我们展示了这种技术在各种材料和复杂几何形状上的多功能性，包括那些无法用传统的逐层方法打印的材料。在此过程中，我们展示了复杂结构的快速原位制造，套印，结构并行化和生物制造的实用性。此外，我们表明，在气液边界形成的表面波可以增强质量传递，提高材料的灵活性，并允许3D粒子图案。因此，我们预计这种方法对于需要高分辨率、可扩展吞吐量和生物相容性打印的应用将是非常宝贵的。除了大幅提高打印速度外，我们的方法还可以在打印组织中实现一定程度的细胞定位。不正确的细胞定位是大多数3D生物打印机无法产生准确代表人体组织的结构的一个重要原因，”澳大利亚墨尔本大学柯林斯生物微系统实验室副教授兼负责人David Collins博士解释说。
正如一辆汽车需要它的机械部件精确地排列才能正常工作一样，我们组织中的细胞也必须正确地组织起来。目前的3D生物打印机依赖于细胞在没有引导的情况下自然排列，这有很大的局限性。
“另一方面，我们的系统使用由振动气泡产生的声波来定位3D打印结构中的细胞。这种方法为细胞发育成人体复杂组织提供了必要的开端。”
缓慢的逐层制造方法
柯林斯说，大多数商用3D生物打印机依赖于缓慢的逐层制造方法，这带来了一些挑战，他指出，这种方法可能需要数小时才能完成，在打印过程中危及活细胞的生存能力。此外，一旦打印出来，细胞结构必须小心地转移到标准的实验室板上进行分析和成像，这是一个微妙的步骤，有可能损害这些脆弱结构的完整性。
墨尔本大学的研究团队专注于开发一种复杂的基于光学的系统，取代了对逐层方法的需求。该技术使用振动气泡在几秒钟内3D打印细胞结构，比传统方法快350倍左右，使研究人员能够以细胞分辨率精确复制人体组织。
通过减少3D打印时间并直接打印到标准实验室板上，该团队已经能够提高细胞存活率，同时消除了物理处理的需要，并确保打印结构在整个过程中保持完整和无菌。
“生物学家认识到生物打印的巨大潜力，但到目前为止，它还局限于输出非常低的应用，”该研究的主要作者、博士生Callum Vidler说。“我们已经开发了我们的技术来解决这一差距，在速度、精度和一致性方面取得了重大进展。这在实验室研究和临床应用之间建立了一个重要的桥梁。
“到目前为止，我们已经与来自彼得·麦卡勒姆癌症中心、哈佛医学院和斯隆·凯特琳癌症中心等机构的约60名研究人员进行了接触，反馈非常积极。”
