การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ

กระบวนการพิมพ์ชีวภาพเริ่มต้นด้วยการสร้างภาพ 3 มิติ เพื่อกำหนดขนาดที่แม่นยำของเนื้อเยื่อ เช่นเดียวกับการพิมพ์ 3 มิติแบบดั้งเดิม จะสร้างแบบจำลองดิจิทัลพร้อมคำสั่งชั้นต่อชั้น เพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติทางกายภาพ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการอยู่รอดของเซลล์และรับประกันความละเอียดในการพิมพ์ที่เพียงพอสำหรับการกระจายเซลล์อย่างสม่ำเสมอ จำเป็นต้องมีสภาพแวดล้อมการพิมพ์ที่ปลอดเชื้อ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน วัสดุชีวภาพ เช่น อัลจิเนต คอลลาเจน เจลาติน หรือ ไฮยาลูโรแนน ซึ่งใช้สนับสนุนการเจริญเติบโตของเซลล์ จะถูกผสมกับเซลล์ที่มีชีวิตเพื่อสร้างเป็นหมึกชีวภาพ (bioink) โดยใช้วิธีการควบคุมอย่างเข้มงวดแบบชั้นต่อชั้น หมึกชีวภาพจะถูกฉีดลงด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติแบบการอัดฉีด (extrusion) แบบอิงค์เจ็ต (inkjet) หรือแบบเลเซอร์ (laser) โครงสร้างเนื้อเยื่อ 3 มิติเหล่านี้จะแข็งตัวด้วยแสง UV การกระตุ้นทางเคมี หรือความร้อน เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตที่มั่นคง

เนื่องจากระดับการควบคุมที่สูง การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ จึงได้กลายเป็นเทคนิคการวิจัยหลักสำหรับการทดสอบยาและการทดลองทางคลินิก การแทนที่อวัยวะที่มีหน้าที่ทำงานได้ การแพทย์ฟื้นฟู และการพิมพ์ชีวภาพอื่น ๆ สำหรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและการดูแลส่วนบุคคล นักวิจัยกำลังพัฒนาวัสดุและวิธีการพิมพ์ใหม่ ๆ สำหรับการพิมพ์ 3 มิติในทางการแพทย์อย่างแข็งขัน เพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของโครงสร้างที่พิมพ์ได้ และเลียนแบบคุณสมบัติทางกลของผิวหนัง กระดูก และกระดูกอ่อน รวมถึงเนื้อเยื่อประสาท หัวใจ กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อฟัน ได้อย่างใกล้เคียงยิ่งขึ้น