應用案例
同軸噴頭技術的使用大大拓展了我們對于生物3D打印的想象空間，諸多研究者已經開始應用這項技術領域進行耕耘，并在不同的組織或器官方面取得了進展，下面我們來分享其中幾篇典型案例：
軟骨組織
軟骨的自愈能力和創傷響應性較差，往往需要三維組織工程支架輔助修復。由波蘭華沙工業大學的Wojciech ?wi?szkowski課題組于Biofabrication發表多篇文章，均利用各類光敏材料如GelMA、CS-AEMA或HAMA，混合海藻酸鈉和源自骨髓的人體間充質干細胞（BM-MSC）配置成生物墨水，并利用同軸打印技術，實現墨水中海藻酸鈉在噴嘴處的同步交聯，以構建具有極高的形態保真度、細胞存活率和機械性能的軟骨組織結構，是用于軟骨修復的又一有力工具。
Costantini, Marco, Joanna Idaszek, Krisztina Sz?ke, JakubJaroszewicz,
Mariella Dentini, Andrea Barbetta, Jan E. Brinchmann, and
Wojciech?wi?szkowski."3D bioprinting of BM-MSCs-loaded ECM biomimetic
hydrogels for in vitroneocartilage formation." Biofabrication 8, no. 3
(2016): 035002.
肌肉組織
體積性肌肉缺損（VML）是指肌肉出現20%不可逆的缺損，現有技術利用水凝膠和脫細胞基質（dECM）構建三維肌肉組織用于VML的修復，但是療效仍有局限性。韓國浦項科技大學的Dong-Woo Cho課題組于Biomaterials發表研究成果，將dECM制備成生物墨水，通過同軸噴頭將其打印在基于明膠顆粒的懸浮膠中，使其形成外部是血管內皮細胞，內部是肌肉細胞的復雜肌肉組織。實驗證明這種肌肉組織具有良好的細胞活性，并增強新生肌肉形成能力，而這種復合結構更可以有效的幫助細胞分化和血管化的形成，并提供更好的功能修復，可以有效的促進VML的療效。
Choi, Yeong-Jin, Young-Joon Jun, Dong Yeon Kim,Hee-Gyeong Yi, Su-Hun
Chae, Junsu Kang, Juyong Lee et al. "A 3D cellprinted muscle construct
with tissue-derived bioink for the treatment ofvolumetric muscle loss."
Biomaterials 206 (2019): 160-169.
血管組織
構建復雜且具有功能性的人造血管組織結構仍然是組織工程的一大難點。生物3D打印技術可以有效的構建三維血管網絡，以促進氧氣，營養物質和廢物的運輸。美國哈佛大學醫學院于Biomaterials發表研究，提出了一種可以構建可灌注血管結構的工藝方法。研究團隊將光敏材料GelMA、PEGTA與海藻酸鈉混合制成生物墨水，通過多層同軸噴頭進行打印，實現墨水中海藻酸鈉在噴嘴處的同步交聯，并直接形成管狀結構，后續通過進一步光固化和海藻酸鈉洗脫，最終形成可灌注血管結構。這樣的復合材料具有良好的生物學性能，有效促進內皮細胞和干細胞在結構中的擴散和增值。這種新技術可以高效構建大尺寸血管化組織的構建，并在未來中應用于器官移植和修復。
Jia, Weitao, P. Selcan Gungor-Ozkerim, Yu ShrikeZhang, Kan Yue, Kai Zhu,
Wanjun Liu, Qingment Pi et al. "Direct 3Dbioprinting of perfusable
vascular constructs using a blend bioink."Biomaterials 106 (2016):
58-68.
細胞免疫研究
調節性T細胞（Treg），其固有的抑制功能是免疫系統的重要調節劑。離體擴增Treg的系統性過繼轉移已經被廣泛研究用于異體移植。由于目前Treg的擴增方法耗時且昂貴，來自澳大利亞阿德萊德大學的Patrick Toby Coates課題組于Advanced Functional Materials雜志發表一項研究，該研究首次報道了用于天然免疫抑制的人天然和誘導的Treg的水凝膠包裹培養。該研究將鼠胰島與人天然和誘導的Tregs同軸打印，打印體在與人外周血單核細胞共培養后，保護胰島免受異種反應。這種通過同軸3D生物打印建立了Treg的共包裹培養，是為同種異體細胞移植（例如胰島）提供局部免疫保護的有效選擇。
Kim, J., Hope, C. M., Gantumur, N., Perkins, G.B., Stead, S. O., Yue,
Z., … Coates, P. T. (2020). Encapsulation of HumanNatural and Induced
Regulatory T‐Cells in IL‐2 and CCL1 SupplementedAlginate‐GelMA Hydrogel
for 3D Bioprinting. Advanced Functional Materials,2000544.
未來展望
隨著技術水平的不斷進步，同軸噴頭系統也將取得進一步的拓展和豐富。
目前，已經有研究者實現具有多層次套管組織的打印，多材料的復合使用是同軸噴頭技術的下一步方向。UCLA的AliKhademhosseini教授團隊，就使用同軸噴頭打印了含有多層細胞套管的管腔結構。
Pi, Q.,Maharjan, S., Yan, X., Liu, X., Singh, B., van Genderen, A.
M.,Robledo‐Padilla, F., Parra‐Saldivar, R., Hu, N., Jia, W., Xu, C.,
Kang, J.,Hassan, S., Cheng, H., Hou, X., Khademhosseini, A., Zhang, Y.
S., Adv. Mater.2018, 30, 1706913.
通過技術疊加，同軸噴頭還可以打印具有梯度濃度的結構體。波蘭華沙工業大學的Wojciech ?wi?szkowski課題組通過微流控技術與同軸噴頭復合系統進行打印，不僅實現墨水中海藻酸鈉在噴嘴處的同步交聯，還實現了透明軟骨與鈣化軟骨的分層結構。
Idaszek, Joanna, Marco Costantini, Tommy A.Karlsen, Jakub Jaroszewicz, Cristina Colosi, Stefano Testa, Ersilia Fornetti etal. "3D bioprinting of hydrogel constructs with cell and materialgradients for the regeneration of full-thickness chondral defect using amicrofluidic printing head." Biofabrication 11, no. 4 (2019): 044101.