زیست چاپ

چاپ زیستی سه بعدی یا بیوپرینت ( انگلیسی: 3D bioprinting ) فناوری رو به تکاملی در حوزهٔ مهندسی بافت است که در آن با به کارگیری جوهرهای زیستی ( انگلیسی: Bio - ink ) که از سلول های بنیادی گرفته شده اند، [ ۱] به ساختن سریع و دقیق ساختارهای زیستی سه بعدی مانند پوست، بافت یا ارگانها می پردازند. [ ۲] اهمیت این موضوع زمانی مشخص می شود که صحبت از پیوند عضو یا بیماری های خطرناک در میان است و هیچ اهداکننده ای وجود ندارد. در این صورت این ارگان های چاپ شده می توانند زندگی بیماران را نجات دهند. همچنین از این چاپگر برای مطالعهٔ بیماری ها نیز می توان استفاده کرد. [ ۳]
چاپ زیستی از پرینترهای سلولی دوبعدی آغاز شد که در آن مواد زیستی ( انگلیسی: Biomaterial ) جایگزین جوهر و صفحات متحرک جایگزین کاغذ چاپ در دستگاه های چاپگر شدند. پس از آن تلاش ها بر آن شد که با چاپ طبقه طبقهٔ ماده بر روی هم یک حجم سه بعدی تشکیل شود بدین ترتیب پرینترهای سه بعدی مطرح شدند. نسل اول این چاپگرهای سه بعدی توسط Charles W. Hull توسعه یافت. به طور کلی اساس کار پرینترهای سه بعدی به هم زنجیر کردن لایه های ماده است. در پرینترهای سه بعدی یکی از بزرگ ترین چالش ها چاپ رگ ها و مویرگ ها به منظور زنده ماندن سلول ها بود. [ ۴]
به طور کلی چهار نوع تکنیک چاپ برای چاپگرهای سه بعدی وجود دارد: جوهرفشانی ( انگلیسی: Inkjet ) ، اکستروژنی ( انگلیسی: Micro - extrusion ) و لیزری ( انگلیسی: Laser - assited ) [ ۵] و Stereolithography[ ۶]
روش اکستروژنی یک روش حساس به دماست. یک مفتول از ماده وارد نازل اکستروژن می شود و از یک گرمکن در دمای ذوب ماده عبور می کند تا لایه به لایه ماده تشکیل شود. فرایند انجماد به سرعت انجام می شود و فشار در نازل، مادهٔ خمیری در حال انجماد را به بیرون نازل می راند. فرایند چاپ به صورت پیوسته شکل می گیرد. [ ۷]
روش جوهرافشانی که هم کاربرد زیستی دارد و هم غیر زیستی از تنش های حرارتی یا آکوستیک برای به بیرون راندن قطرات مایع از نازل استفاده می کند. در لیزرهای گرمایی، انتهای نازل با استفاده از الکتریسیته گرم می شود تا پالس های فشاری جوهر را به بیرون از نازل هدایت کنند و در لیزرهای آکوستیک اینکار توسط پالس های آکوستیک و پیزوالکتریکها صورت می گیرد. بدین ترتیب زیرلایه ها برای ساختن سازهٔ نهایی آماده می شوند. [ ۸] [ ۵]