可配置3D打印微结构印章：低粘度生物墨水多模式图案化的用户友好型工具

这篇研究创新性地开发了一种基于数字光处理（DLP）3D打印的可配置微结构印章系统，通过优化微柱（micropillars）结构实现了低粘度纤维蛋白（fibrin）等生物墨水的高精度图案化。该技术突破了传统微接触印刷（microcontact printing）对洁净室和表面修饰的依赖，模块化设计支持多生物墨水顺序图案化，为构建血管化肿瘤模型等生物医学研究提供了便捷平台。

　　

微结构印章的设计与优化

研究团队采用数字光处理（DLP）3D打印技术制造具有微柱阵列的印章结构，微柱直径150 μm、间距300 μm、高度500 μm的设计实现了对低粘度纤维蛋白原（fibrinogen）的有效捕获。通过对比传统突出印章，微结构印章将图案线宽偏差控制在6%以内，且在空气中保持2分钟以上的墨水稳定性。毛细管钉扎效应使微柱能稳定截留粘度低至水相的液体，甚至无需表面修饰即可在商用培养皿、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和载玻片上实现图案转移。

生物相容性与细胞活性验证

针对3D打印树脂潜在的细胞毒性，研究通过紫外后固化（UV post-curing）和高压灭菌组合处理消除残留树脂。人脐静脉内皮细胞（HUVECs）在印章转移的纤维蛋白中培养7天后存活率达95%，与移液枪直接点样组无显著差异。免疫荧光显示CD31⁺内皮细胞与F-actin标记的肺成纤维细胞（NHLFs）在Y形图案中保持初始定位并增殖，证实了系统的生物安全性。

多模式图案化应用

系统展示了单次印章的复杂图案（如分支状、血管网络）和模块化组合印刷能力。通过组装9个基础印章组件，成功构建了乳腺癌细胞（GFP-MDA-MB-231）与纤维蛋白的复合图案。在肿瘤-血管相互作用实验中，红色荧光标记的HUVECs与绿色荧光肿瘤细胞共培养10天后，血管面积增加23%，间隙度（lacunarity）显著降低，Pearson相关性分析揭示癌细胞密度与血管网络形成呈正相关（r=0.669-0.808），暗示癌细胞外泌体可能通过促血管生成因子调控内皮细胞自组装。

技术优势与转化前景

该技术克服了纤维蛋白机械强度低、不适合生物打印的缺陷，通过微柱结构实现50-500 μm精度的图案控制。模块化设计支持快速更换印章组件，单个印章制作时间仅需20分钟。未来结合自动化设备可进一步提升图案一致性，为器官芯片、药物筛选等研究提供标准化工具。研究团队特别指出，该系统无需洁净室环境，大幅降低了生物图案化的技术门槛。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加非文献记载结论）