CELLINK BIO X 生物 3D 打印机：助力人诱导多能干细胞源血管移植物的构建

在组织工程与再生医学领域，构建具备生长潜能、内皮化稳定的人工血管移植物一直是研究热点。在一篇发表于 bioRxiv 的研究《基于剪切力重分布实现内皮化增强的微图案化人诱导多能干细胞源血管移植物》中（英文标题：A Micro‑Patterned, hiPSC‑Derived Vascular Graft with Enhanced Endothelialization via Shear Redistribution），科研团队利用CELLINK BIO X 气动式生物 3D 打印机完成三层结构 hiPSC 来源血管移植物的外膜层制备，成功搭建出适配儿童血管修复需求的可灌注活细胞血管支架，充分展现该设备在血管组织工程中的强大应用价值。

一、CELLINK BIO X 在该血管移植物研究中的实际应用

该研究制备的人工血管分为外膜、中膜、内膜三层结构，其中血管外膜层完全依托 CELLINK BIO X 生物打印机完成挤出式生物打印制备。

1. 生物墨水适配打印：研究配置 8% w/v 猪源明胶生物墨水，混入人诱导多能干细胞来源心脏成纤维细胞（iPSC‑CF），添加微生物转谷氨酰胺酶（mTG）作为交联剂。BIO X 搭载温控打印喷头，精准调控生物墨水温度，维持墨水黏度稳定，保障含细胞水凝胶材料顺利挤出成型。

2. 管状血管外膜成型：设备装配 3 mL 墨盒，选用 410 μm 内径锥形喷嘴，将负载活细胞的生物墨水垂直打印于定制 6 孔板内嵌打印平台，制备出外径 16 mm、管壁厚度 2 mm 的管状血管外膜结构体。打印过程中动态调节温度、气压、打印速率，规避生物墨水提前固化带来的断料、堵头问题，保证打印连续性与结构均一性。

3. 细胞活性保障：BIO X 柔和的气动挤出模式，最大程度保护 iPSC‑CF 细胞活性，打印后细胞初始存活率可达 94±3%，长期培养 29 天细胞存活率仍维持 85% 以上，打印后的细胞能够在水凝胶基质内铺展、增殖，形成相互连通的细胞网络，完成组织化成熟，为整套三层血管移植物提供稳定的外层支撑结构。

4. 协同整套研发流程：打印完成的血管外膜，后续与浇筑成型的 ELR2 类弹性蛋白重组肽水凝胶中膜层、微图案化管腔内膜进行组合，装配进入闭环灌注系统开展后续流体力学与细胞生物学评价，BIO X 输出的高质量打印构件，是整套血管移植物模型的基础载体。 

(B) 挤出式生物打印制备管状明胶-微生物转谷氨酰胺酶水凝胶外壳，水凝胶内包埋人诱导多能干细胞来源心脏成纤维细胞（iPSC_x0010_CFs），构成血管外膜层（外径约 16 毫米）。

二、CELLINK BIO X 生物打印机核心优势

CELLINK BIO X 是一款桌面级气动挤出型生物 3D 打印机，专为活细胞生物打印设计，兼顾打印精度、细胞友好性与设备通用性，是组织工程领域主流科研设备。

1. 多模式智能打印头，材料兼容性强：支持可快速互换的智能打印头，气动打印头可适配明胶、ELR 水凝胶、GelMA 等各类水凝胶生物墨水；打印头可精准温控，能够维持生物墨水合适流变状态，适配从低黏度到高黏度多种生物材料，内置气泵，无需外接空压机，实验室桌面即可部署使用。

2. 优秀的细胞友好打印能力：气动挤出方式剪切应力低，最大程度降低打印过程对干细胞、原代细胞的损伤，适配 iPSC 诱导分化得到的各类细胞（成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞）打印，保障打印后细胞高存活率，满足再生医学对活细胞结构体的制备需求。

3. 高精度与自动化校准：XYZ 轴高精度运动系统，搭配自动调平功能，喷嘴与打印平台距离自动补偿，保障管状、多孔等复杂结构打印重复性，支持 stl、gcode 等多种模型文件导入，科研人员可直接导入 Fusion360 等建模软件设计的模型开展打印工作。

4. 洁净腔体环境：搭载 HEPA14 级过滤的洁净舱体，内部维持正压洁净环境，减少打印过程样品污染风险，适配长时间活细胞打印实验；集成光固化模块，可在打印过程中同步完成水凝胶光交联，拓展材料选择范围。

5. 操作便捷、扩展性强：7 英寸触控屏幕本地设置打印参数，同时支持电脑远程控制；可搭载 3 mL/10 mL 不同规格墨盒，适配小体积样品与大尺寸管状组织构件制备，适配不同科研实验规模需求。

三、BIO X 的主要应用范围

1. 组织工程与再生医学：血管支架、皮肤、软骨、心肌补体等组织构件打印，支持 iPSC 干细胞、原代细胞构建活性组织，本研究的人工血管就是典型代表；

2. 类器官与器官芯片模型构建：打印脑、肝脏、脊髓类器官，构建体外疾病模型，用于病理机制研究；

3. 药物筛选与毒理学评价：制备 3D 共培养细胞模型，替代部分动物实验，开展药物毒性、药效体外评估；

4. 生物材料研发：对新型水凝胶、重组蛋白生物墨水进行打印性能验证，评估材料可打印性、细胞相容性；

5. 基础细胞生物学研究：制备具备拓扑形貌的 3D 细胞培养支架，研究细胞力学响应、细胞迁移、细胞分化等机制。

总结

CELLINK BIO X 生物打印机凭借出色的材料兼容性、细胞保护能力与打印稳定性，在本项微图案化 hiPSC 源血管移植物研究中，成功完成血管外膜生物打印，为完整人工血管模型搭建打下坚实基础。该设备广泛覆盖血管组织工程、类器官构建、药物筛选、生物材料开发等多个生命科学研究方向，是再生医学实验室重要科研工具。

在国内，上海迹亚国际商贸有限公司为瑞典 CELLINK 品牌官方授权国内代理商，全权负责 CELLINK BIO X 等全系列生物打印设备的销售、安装调试、技术培训，同时承担仪器全周期维修维保服务，为国内科研机构提供完整的设备售后保障，助力国内生物 3D 打印与组织工程研究发展