فصل اول: مقدمه ای بر چاپ زیستی داربست‌‌ها

۱-۱. مقدمه................................................................................................................................. 15

1-2. ساخت داربست................................................................................................................. 19

۱-۲-۱. روش‌‌های سنتی........................................................................................................... 19

1-2-2. الکتروریسی................................................................................................................. 21

1-2-3. چاپ سه بعدی............................................................................................................ 22

1-3. چاپ زیستی تزریقی داربست‌‌ها....................................................................................... 23

1-4. مزایا و معایب چاپ زیستی تزریقی در پژوهش‌‌های اخیر............................................. 26

جمع بندی................................................................................................................................... 27

مسائل.......................................................................................................................................... 28

فصل دوم: طراحی داربست

2-1. مقدمه................................................................................................................................. 31

۲-۲. الزامات اصلی داربست‌‌های بافت..................................................................................... 32

2-2-1. ویژگی‌‌های معماری..................................................................................................... 32

۲-۲-۲. خواص مکانیکی......................................................................................................... 34

2-2-3. ویژگی‌‌های بیولوژیکی................................................................................................. 37

2-3. فرایند طراحی داربست..................................................................................................... 38

2-3-1. شناخت ترکیب و ساختمان بافت/ اندام..................................................................... 38

۲-۳-۲. طراحی داربست‌‌ها با معماری مناسب......................................................................... 40

2-3-3. انتخاب ماده زیستی/ سلول......................................................................................... 42

2-4. طراحی داربست‌‌های متداول برای چاپ زیستی............................................................. 44

جمع بندی................................................................................................................................... 46

مسائل.......................................................................................................................................... 49

فصل سوم: مواد زیستی مورد استفاده در چاپ زیستی

3-1. مقدمه................................................................................................................................. 53

3-2. ویژگی‌‌های مهم مواد زیستی برای چاپ زیستی............................................................. 54

3-2-1. چاپ پذیری................................................................................................................ 54

3-2-1-1. شکل گیری لایه اول.......................................................................................... 55

3-2-1-2. رفتار سیلانی...................................................................................................... 56

3-2-2. مکانیسم‌‌های پیوند عرضی.......................................................................................... 56

۳-۲-۳. خواص بیولوژیکی...................................................................................................... 58

3-2-3-1. زیست سازگاری................................................................................................. 58

3-2-3-2. زیست تخریب پذیری........................................................................................ 60

3-2-4. خواص مکانیکی......................................................................................................... 61

۳-۳. مواد زیستی برای چاپ زیستی........................................................................................ 61

3-3-1. هیدروژل‌‌های طبیعی................................................................................................... 61

3-3-2. هیدروژل‌‌های مصنوعی................................................................................................ 69

۳-۳-3. هیدروژل‌‌های مرکب.................................................................................................... 70

جمع بندی................................................................................................................................... 72

فصل چهارم: خواص مکانیکی بافت‌های میزبان و داربست‌ها

4-1. مقدمه................................................................................................................................. 77

4-2. روش‌‌های آزمون مکانیکی................................................................................................ 78

4-2-1. اصول آزمون مکانیکی................................................................................................. 78

4-2-2. آزمون کششی و فشاری............................................................................................... 82

4-2-3. آزمون‌‌های خمش........................................................................................................ 88

۴-2-4. آزمون پیچش............................................................................................................... 90

4-2-5. آزمون واهلش و خزش............................................................................................... 93

4-2-6. آزمون دینامیکی........................................................................................................... 94

4-3. اندازه گیری ویژگی مکانیکی بافت‌‌های میزبان و داربست‌‌ها.......................................... 96

4-3-1. تأثیر دما و رطوبت....................................................................................................... 97

4-3-2. اثر شرایط مرزی بر غیریکنواختی تنش در یک نمونه............................................... 98

4-3-3. وابستگی جهت دار ویژگی‌‌های مواد.......................................................................... 99

۴-۳-۴. مطالعات موردی: ‌اندازه گیری خواص مکانیکی...................................................... 100

۴-۴. خواص مکانیکی داربست‌‌ها........................................................................................... 107

4-4-1. تأثیر ساختار داربست............................................................................................... 107

4-4-2. تأثیر مواد داربست.................................................................................................... 109

4-4-3. خواص مکانیکی وابسته به زمان.............................................................................. 112

4-5. روش‌‌های بهبود خواص مکانیکی داربست‌‌ها................................................................ 113

4-5-1. استفاده از مواد کامپوزیتی......................................................................................... 113

4-5-2. افزودن پر کننده‌‌ها..................................................................................................... 115

4-5-3. ساختارهای ترکیبی................................................................................................... 116

جمع بندی................................................................................................................................ 118

مسائل........................................................................................................................................ 119

فصل پنجم: تهیه محلول‌های داربست و ارزیابی رفتار سیلان آن‌ها

۵-۱. مقدمه............................................................................................................................... 127

5-2. تهیه محلول‌‌های داربست................................................................................................ 128

5-2-1. اصول تهیه محلول..................................................................................................... 128

5-2-2. محلول‌‌های حاوی سلول‌‌های زنده............................................................................ 132

5-2-3 . محلول‌‌های بدون سلول زنده................................................................................... 132

5-3. ارزیابی رفتار سیلان محلول‌‌های داربست...................................................................... 133

5-3-1. رفتار سیلان و طبقه بندی آن.................................................................................... 133

5-3-2. مدل‌‌های رفتار سیلان................................................................................................ 138

5-4. روش‌‌های ارزیابی رفتار سیلان....................................................................................... 142

5-4-1. رئومتر مویین............................................................................................................. 143

5-4-2. رئومتر مخروط و صفحه............................................................................................ 146

5-4-3. رئومتر صفحه موازی................................................................................................. 147

5-4-4. اندازه گیری برش نوسانی........................................................................................ 148

۵-۵. عوامل کلیدی برای کنترل رفتار سیلان محلول‌‌های چاپ شده.................................... 149

5-5-1. اثر غلظت ماده.......................................................................................................... 149

5-5-2. اثر دما........................................................................................................................ 151

5-5-3. اثر چگالی سلول....................................................................................................... 152

جمع بندی................................................................................................................................ 153

فصل ششم: چاپ زیستی تزریقی داربست

6-1. مقدمه............................................................................................................................... 159

6-2. اصول سیستم‌‌های چاپ زیستی تزریقی........................................................................ 160

6-3. فرایند چاپ زیستی پنوماتیکی...................................................................................... 162

6-3-1. دبی جوهر زیستی چاپ........................................................................................... 162

6-3-2. تأثیر حرکت سوزن در صفحه X-Y........................................................................ 166

6-3-3. تأثیر حرکت سوزن در جهت Z............................................................................... 168

6-3-4. پیوند عرضی در چاپ زیستی.................................................................................. 170

6-3-5. روش‌‌های ارزیابی تخلخل‌‌ها و میزان تخلخل داربست‌‌ها.......................................... 171

6-4. آسیب سلولی و زنده ماندن سلولی در چاپ زیستی.................................................... 174

6-4-1. نیروهای مکانیکی وارد شده در حین فرایند چاپ زیستی...................................... 174

6-4-2. آسیب سلولی در اثر نیروهای مکانیکی.................................................................... 178

6-4-3. ارزیابی آسیب سلولی در حین چاپ زیستی............................................................ 179

6-۴-4. روش‌‌های اندازه گیری میزان زنده ماندن سلول‌‌ها................................................... 182

6-5. روش‌‌های پیشرفته چاپ زیستی تزریقی....................................................................... 183

6-5-1. چاپ زیستی با چند توزیع کننده............................................................................. 183

6-5-2. چاپ زیستی هم محور.............................................................................................. 184

6-5-3. چاپ زیستی ترکیبی................................................................................................. 185

جمع بندی................................................................................................................................ 187

مسائل........................................................................................................................................ 188

فصل هفتم: شبکه‌های عروقی چاپ زیستی شده در داربست‌ها

7-1. مقدمه............................................................................................................................... 195

7-2. رگ‌‌های خونی و ایجاد آن‌‌ها.......................................................................................... 196

7-3.چاپ زیستی شبکه‌‌های عروقی........................................................................................ 202

7-3-1. چاپ زیستی مستقیم یک شبکه عروقی.................................................................... 202

7-3-2. عروق مبتنی بر شبکه‌‌های چاپ شده فداشونده....................................................... 207

7-3-3. عروق خودآرا با استفاده از چاپ زیستی................................................................. 211

7-4. سایر رویکردهای رگ زایی............................................................................................ 215

جمع بندی................................................................................................................................ 218

مسائل........................................................................................................................................ 219