Биоматериальные конструкции пытаются использовать регенеративные возможности организма, путем слияния принципов материаловедения и биологических наук, для восстановления поврежденных тканей в организме.
За последние несколько десятилетий появилось несколько мультимодальных биомиметических стратегий, направленных на регенерацию поврежденной ткани с использованием широкого круга методов производства. Из них электроспиннинг получил быстрое признание, открыв новые горизонты в тканевой инженерии благодаря простым, но точным методам изготовления строительных лесов с нано-/макромасштабной топографией. Электропрядение в ближнем поле - относительно новая технология, использующая раствор электрозаряженного полимера для осаждения непрерывных волокнистых сеток. Эти сетки пористые, биосовместимы, имеют большую площадь поверхности и могут быть изготовлены с такими продвинутыми свойствами, как элюирование ориентации из целого ряда полимеров с помощью лекарственных препаратов. Такие подмости в конечном итоге напоминают структуру и размеры натуральных тканей внеклеточного матрикса. Это сделало электроспиннинг привлекательной стратегией для производства хирургических конструкций для регенеративной медицины. Хотя электроспиннинг в ближнем поле, как концепция, был предложен в 2006 г. исследования прямого электроспиннинга в последнее десятилетие переживают экспоненциальный рост. Это связано с точностью техники печати при рекапитуляции микро/наноразмерной композитной структуры, необходимой для удовлетворения потребностей отдельных пациентов.
В последние годы ученые объединили трехмерную (3D) печать и электроспиннинг и добились значительных успехов в биомедицинских методах проектирования тканевой инженерии. Многие многопрофильные исследовательские группы по всему миру усовершенствовали точность и управляемость трёхмерной печати на электроспине, пористость и механические свойства строительных лесов. В отличие от небиологических приложений, 3D-биопечать с помощью электроспиннинга создает значительные технические проблемы, связанные с чувствительностью живых клеток и строительством функциональных тканей. Изготовление таких конструкций требует высокой геометрической точности, а также учета таких сложностей, как выбор биоматериала, типы клеток, факторы биоактивности.
Трехмерную печать в биомедицинских полимерных материалах можно широко разделить на четыре основных уровня: (1) изготовление органических моделей, (2) изготовление перманентных имплантатов, (3) косвенная сборка клеток и (4) изготовление прямой сборки клеток. В настоящее время 3D-печать уже нашла применение в планировании хирургического анализа и изготовлении ортопедических имплантатов. Аугментация производства строительных лесов с помощью 3D-печати позволяет получить невероятную сложность и персонализированные решения при повреждении тканей. Благодаря высокой точности технологии продолжает развиваться электроспиннинг в сочетании с 3D-печатью в надежде на достижение конкретных результатов в регенеративной медицине за счет инжиниринга строительных лесов, доставки лекарств, перевязки и иммобилизации ферментов. С ростом численности стареющего населения и ростом требований к регенеративному лечению разработка масштабируемых и автоматизированных биопринтеров окажет огромное влияние на качество и доступность медицинской помощи в будущем.
В этом обзоре мы даем глубокое понимание устройств 3D-принтера, с акцентом на технологии электропрядения, для производства волокон для биологической морфологии и применения. Здесь мы обсуждаем основные принципы работы и сравниваем несколько дополнительных функций, таких как вспомогательные электростатические электроды для линз, стержневые оболочки, стержневая структура распылительных форсунок и индукционные приемники для стержней игл.
