胥国勇，赵 钢，陆志威，关 冠

（中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系，合肥230026）

生物打印技术是指使用计算机控制3D 打印设备，将细胞和生物材料精确地沉积成指定几何形状的一种技术。这些设备能够打印细胞聚集物、含有细胞的水凝胶以及高分子聚合物[1]。生物混合驱动是指以可移动的微生物、可收缩的细胞或者组织作为动力来源的驱动方式，例如骨骼肌组织和心肌细胞已被用作生物致动器[2-3]。其中，骨骼肌是常见的纤维状组织，对基于骨骼肌的致动器的应用具有重要意义，因此有必要在体外复制出其纤维状结构。

生物打印机因其良好的生物兼容性和可操作性可以精确制备含有细胞的水凝胶纤维[4]。目前制备水凝胶纤维的生物打印系统主流的方法是“微挤出法”，根据其动力来源，可以分为气动压力驱动和机械 位 移驱动[5]。美 国的Tyler K Merceron 等[6]在2015年利用气动压力法打印出了肌肉纤维，并用该纤维制造了肌肉肌腱单元结构。2016年，韩国浦项科技大学的Yeong-Jin Choi 等[7]也利用气动压力法制备了功能性骨骼肌结构纤维。虽然气动驱动法可以使用气压挤出高粘度的纤维，具有较大的可打印性范围，但是其响应时间长，存在控制迟滞的问题。机械驱动系统可以对水凝胶的流动提供更稳定、精确的控制[8-9]。

水凝胶从液态到形成最终的纤维的过程，目前主流是采用化学试剂和光固化两种方法。2011年，荷兰乌得勒支大学医学中心骨科的Natalja E.Fedorovich 等[10]利用化学的方法，将水凝胶和CaCl2水溶液进行交联得到了纤维，但是该过程劳动强度大且对细胞伤害大，细胞存活率不高。……