【醫(yī)療問答】什么是3D打印“生物墨水”，它和普通墨水有什么區(qū)別？

策劃：中華醫(yī)學(xué)會(huì)

審核：馮秀龍 中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副教授

李曉倩 中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副研究員

3D打印“生物墨水”是指在生物3D打印技術(shù)中使用的一種特殊材料，與我們寫字用的普通墨水是其實(shí)是截然不同的東西。

生物墨水通常由水凝膠、生物分子和活細(xì)胞混合制成。水凝膠是一種含有大量水分的柔軟材料，可以為細(xì)胞提供類似天然組織的支撐和環(huán)境。而活細(xì)胞則是構(gòu)建功能性組織的基礎(chǔ)。此外，生物墨水可能還包含一些細(xì)胞外基質(zhì)成分（如膠原蛋白或透明質(zhì)酸），這些物質(zhì)能夠模擬人體組織的微環(huán)境，幫助細(xì)胞正常生長和分化。傳統(tǒng)墨水在打印過程中，是通過噴墨頭將墨水噴射到紙張或其他介質(zhì)上，形成文字或圖像。而生物墨水在3D生物打印過程中，也是通過類似的逐層沉積方式，將生物材料構(gòu)建成具有生物結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官。因此，從功能上來看，生物墨水在3D生物打印過程中的作用與傳統(tǒng)墨水在打印過程中的作用具有一定的相似性。

與普通墨水最大的區(qū)別在于它不僅包含打印材料，還必須能夠支持活細(xì)胞的生存和功能。這種墨水被廣泛應(yīng)用于組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用于構(gòu)建接近真實(shí)組織的結(jié)構(gòu)。

3D打印“生物墨水”與普通墨水的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）生物相容性：生物墨水必須具有高生物相容性，確保不會(huì)對細(xì)胞造成損害，同時(shí)能為細(xì)胞提供營養(yǎng)支持。而普通墨水是用來在紙張或其他表面上打印圖案或文字，不具備任何生物功能。

（2）功能性：生物墨水的目標(biāo)是制造出活性組織或器官，強(qiáng)調(diào)細(xì)胞的存活率和組織功能的實(shí)現(xiàn)；普通墨水的主要目標(biāo)是快速干燥和形成清晰圖案，兩者的功能完全不同。

（3）加工性能：生物墨水需要在打印后能夠迅速凝固，保持三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)為細(xì)胞提供類似人體組織的柔軟支撐。普通墨水只需滿足流動(dòng)性和干燥速度的需求，對復(fù)雜的力學(xué)性能沒有要求。

生物墨水已被用于打印軟骨、皮膚、血管等多種組織模型。例如，在燒傷修復(fù)中，研究人員利用生物墨水直接打印出皮膚組織，用于覆蓋傷口區(qū)域。而在腫瘤研究中，它還能被用來打印腫瘤模型，幫助科學(xué)家研究癌癥治療方法。

總結(jié)來說，3D打印生物墨水為再生醫(yī)學(xué)和個(gè)性化治療提供了全新可能，與普通墨水相比，它更復(fù)雜且更具功能性，是推動(dòng)生物打印技術(shù)發(fā)展的核心材料。