尽管全3D打印的心脏对于美国每年大约4,000名等待移植的人来说并非现实，3D打印人体组织用于再生和修复是朝正确方向迈出的一大步。

来自卡内基梅隆大学（CMU）的创新研究人员长期以来一直致力于3D打印技术的制造，并且来自该大学材料科学与工程（MSE）和生物医学工程（BME）部门的团队最近开发了自己的低成本3D生物打印机，将设计作为开源发布，以便任何人都可以构建它。

研究人员通过使用3D打印来修改标准桌面3D打印机，从而实现DIY路线。

“从本质上讲，我们已经开发出一种生物打印机，可以低于500美元打造，我认为至少与许多花费更多的钱相提并论。大多数3-D生物打印机的起价在1万美元到2万美元之间，“MSE和BME副教授Adam Feinberg解释说，他也是该大学Bioengineered Organs Initiative的成员。 “这显着更便宜，我们提供非常详细的教学视频。这实际上是关于民主化技术，并试图让它进入更多人的手中。”

市场上的商业3D生物打印机成本高达20万美元以上，并且通常也是专有的闭源机器，这些机器很难修改。但CMU研究人员已经开发出了一种基于注射器的大容量挤出机（LVE），可用于修改任何FFF型3D打印机。

“我们创造的是一款大容量注射泵挤出机，几乎适用于任何开源熔融沉积模拟（FDM）打印机，”MSI本科毕业生最近毕业的Kira Pusch说道。 “这意味着对于使用3D打印机的人来说这是一种便宜且相对容易的适应。”

Pusch，BME博士后Thomas J.'TJ'Hinton和Feinberg最近在HardwareX杂志上发表了一篇名为“用于桌面3D打印机的大容量注射泵挤出机”的论文，该论文提供了一套完整的CAD和STL指令文件转换为所需工具的类型，用于在典型的商业3D打印机上进行3D打印和安装LVE。为了他们的工作目的，CMU团队修改了PrintrBot Simple Metal 3D打印机。

该摘要写道：“注射泵挤出机需要广泛的3D打印应用，包括生物打印，嵌入式打印和食品打印。然而，注射器的质量成为大多数印刷平台的主要挑战，需要在速度，分辨率和/或体积方面做出妥协。为了解决这些问题，我们设计了与低成本开源3D打印机兼容的注射泵大容量挤出机（LVE），并在此展示了其在PrintrBot Simple Metal上的性能。 LVE的主要内容包括：（1）开放源代码，与开源硬件和软件兼容，使其价格低廉，可供3D打印社区广泛使用;（2）使用标准60mL注射器作为其墨水库;有效地增加平均生物打印机的打印容量，（3）能够回缩和高速运动，（4）可以使用小至100μm的喷嘴直径打印流体，使用时可以打印复杂的形状/物体与自由形式的可逆嵌入悬浮水凝胶（FRESH）3D打印方法相结合。通过利用海藻酸盐作为模型生物材料油墨来制造参数化CAD模型和标准校准对象，证明了LVE的打印性能。”

该团队使用常见藻酸盐生物材料和悬浮水凝胶自由可逆嵌入（FRESH）技术在该论文中展示其系统，该技术是Feinberg实验室的签名。

“生物打印历史上数量有限，所以本质上的目标是在不牺牲打印的细节和质量的前提下扩大流程，”Pusch解释说。

本文的第一作者Pusch在实验室工作了三年，担任本科生研究助理，目标是开发其他研究人员可以开发并开发的开源生物医学研究。 这项无障碍研究有望帮助创新传播，以便像CMU所说的那样，“鼓励生物医学技术的快速发展，挽救生命”。

费因伯格说：“我们认为这是我们推动开放源码环境推动该领域向前发展的众多技术中的第一种。 这是我们真正相信的。”

除了创新的LVE之外，其他几个3D打印部件也被用于将Printrbot修改为3D生物打印机。 虽然LVE有助于降低成本，但它也为用户提供了以更高分辨率和更大规模3D打印人造人体组织的机会。 然后，这可以让您用3D打印生物材料和流体进行实验。

费恩伯格说：“通常情况下是一种折衷，因为当系统分配的材料数量较少时，我们拥有更多的控制权，并且可以打印高分辨率的小项目，但随着系统变大，出现各种挑战。 “LVE 3-D生物打印机使我们能够在整个人类心脏范围内打印更大尺寸的组织支架，质量更高。”