微重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)與3D打印技術可以通過以下幾種方式相結合：
太空生物打印
- 實驗研究：在國際空間站等太空環(huán)境中，利用3D打印技術制造細胞和組織模型，研究微重力和宇宙輻射對人體不同組織的影響。如清華大學機械系熊卓教授、張婷副教授課題組研發(fā)了腫瘤模型空間3D打印與培養(yǎng)自動化系統(tǒng)，于2023年6月7日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，完成在軌試驗。
- 醫(yī)療應用：生物打印技術可制造臨床適用的人體組織移植物，為長期太空任務中受傷的宇航員提供醫(yī)療幫助。如芬蘭Brinter AM Technologies Oy公司將向國際空間站發(fā)射Brinter Core 3D生物打印機，用于在軌3D生物樣本打印，探索個性化藥物開發(fā)測試、毒理學和3D打印身體部位等。
地面模擬微重力環(huán)境下的生物打印
- 優(yōu)化打印材料：在地面利用旋轉式生物反應器、磁懸浮技術等模擬微重力環(huán)境，研究開發(fā)適用于微重力環(huán)境的生物墨水。如清華大學團隊研制的適用于空間微重力環(huán)境的溫敏生物墨水，具有優(yōu)異的生物相容性、打印性能、室溫存儲及防泄漏特性。
- 提升打印效果：微重力環(huán)境可消除3D打印過程中對高粘度生物材料和支撐介質(zhì)的需求，提高軟組織結構的打印保真度。同時，在模擬微重力環(huán)境中，細胞表現(xiàn)出空間不受限制的生長，可組裝成復雜的3D聚集體，有利于構建更接近人體生理狀態(tài)的組織模型。
構建復雜器官芯片
結合3D打印和微流體技術，利用微重力培養(yǎng)的細胞構建復雜器官芯片。如通過3D打印技術制造出具有特定結構和功能的微流道、細胞培養(yǎng)腔室等，再將微重力培養(yǎng)的細胞接種到芯片中，模擬人體循環(huán)系統(tǒng)等復雜生理環(huán)境，用于藥物篩選、疾病模型構建等研究。
