3D生物打印生物墨水灭菌技术的合理选择与应用

作者：苑龙; 李森; 卞继超; 李万祥; 王国栋^*

来源：中国组织工程研究, 2022, 26(18): 2914-2921.

• 3D生物打印
• 组织工程
• 增材制造
• 生物墨水
• 生物材料
• 灭菌
• 杀菌
• 无菌化

背景:3D生物打印的应用愈加广泛,与之相关的生物墨水灭菌则非常重要,然而用于临床目的的生物墨水的灭菌问题尚未得到解决。目的:对用于3D生物打印的生物墨水灭菌技术的研究做一综述。方法:检索中国知网、万方数据、PubMed和Web of Science数据库中相关文献,中文检索词为"3D生物打印、组织工程、增材制造、生物墨水、生物材料、灭菌、杀菌、无菌化",英文检索词为"3D bioprinting,tissue engineering,additive manufacturing,bio-ink,biomaterials,sterilization,disinfect,aseptic"。最终纳入77篇相关文献进行综述。结果与结论:不同的灭菌方法在完成对3D生物打印的生物墨水灭菌的同时也会对生物墨水产生不良影响。(1)有些灭菌方法可损伤生物墨水的微观结构:比如射线辐射灭菌与紫外线产生的自由基会影响生物墨水的流体力学和可塑造性,过氧乙酸因其强氧化性溶解生物墨水的某些成分,对机械性能要求较高的材料应减少使用此种灭菌方法;(2)有些灭菌方法可破坏生物墨水所含生物大分子的活性:比如高压蒸汽灭菌的高能量水蒸汽、射线辐射灭菌与紫外线产生的自由基会导致蛋白质和酶等生物大分子的活性丧失,因此对需要生物大分子发挥活性的生物墨水应减少使用此种灭菌方法;(3)有些灭菌方法可残留毒性物质:如环氧乙烷灭菌后的残留物有致癌性,影响种子细胞的生存,所以对需要负载种子的生物墨水应减少使用此种灭菌方法;(4)有些灭菌方法对生物墨水不能完成彻底灭菌:如乙醇、抗菌素等方法在灭菌时受其自身性质的限定不能总是完成对生物墨水的灭菌,因此常需要与其他方法的联用,例如不同种类抗菌素的联用、过氧乙酸与乙醇联用等既能实现优势互补还不造成额外不良影响;(5)因此选择最适用于3D生物打印的生物墨水灭菌方法时应综合考虑材料本身特性、材料应用的目的、灭菌方式和灭菌原理。

• 单位
  济宁医学院附属医院