JP2016513979A - 組織アレイプリンティング - Google Patents

Abstract

少なくとも１つのバイオインク層を含むバイオインクを基材上にプリントする方法が提供され、当該方法は、ｉ）印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを、基材の近くにまたは基材に接して位置付ける工程、および、ｉｉ）印刷ノズルを介して基材上にバイオインクを噴出し、バイオインク層を形成する工程であって、バイオインク構築物が少なくとも１つのバイオインク層を含む工程を含んでいる。当該方法は生きている組織をプリントする方法と組織欠損を処置する方法をさらに包含する。【選択図】図５

Description

＜相互参照＞
本出願は、２０１３年１月１４日に出願された「Ｔｉｓｓｕｅ Ａｒｒａｙ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ」と題される米国仮特許出願ａ６１／７５２，３７２号の優先権を主張する、２０１３年３月１４日に出願された「Ｔｉｓｓｕｅ Ａｒｒａｙ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ」と同じく題される米国仮特許出願６１／７８５，１７８号からの優先権を主張し、両文献は全体として本明細書に組み込まれる。

本明細書では、いくつかの実施形態において、少なくとも１つのバイオインク層を含むバイオインク構築物をプリントする方法が開示され、該方法は：ｉ）印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを、基材の近くにまたは基材に接して位置付ける工程；および、ｉｉ）印刷ノズルを介して基材上にバイオインクを噴出し、バイオインク層を形成する工程であって、バイオインク構築物が少なくとも１つのバイオインク層を含む、工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物は複数のバイオインク層を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物のプリンティングは、印字ヘッドの動作を必要としない。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層のプリンティングは、印字ヘッドの動作を必要としない。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２次元アレイにおける印刷ノズルは、個々の液滴をプリントするように独立して制御および作動される。いくつかの実施形態では、印刷ノズルは同時に発射される。いくつかの実施形態では、印刷ノズルは指定された順序で発射される。いくつかの実施形態では、バイオインクは、複数の細胞、細胞間マトリックスの成分、細胞材料、細胞成分、成長因子、ペプチド、タンパク質、合成分子、合成ポリマー、またはその組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、軟骨細胞、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、骨髄細網組織繊維芽細胞、非上皮繊維芽細胞、周皮細胞、骨原性細胞、骨芽細胞、破骨細胞、角化細胞、毛根細胞、毛幹細胞、毛母細胞、外分泌上皮細胞、ホルモン分泌細胞、上皮細胞、神経細胞または感覚細胞、光受容細胞、筋細胞、細胞間マトリックス細胞、血球、心臓血管細胞、内皮細胞、腎臓細胞、肝細胞、膵細胞、免疫細胞、幹細胞、生殖細胞、ナース細胞、間質細胞、星細胞、およびその前駆体から選ばれた細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、軟骨細胞、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、骨髄細網組織繊維芽細胞、非上皮繊維芽細胞、周皮細胞、骨原性細胞、骨芽細胞、破骨細胞、およびその前駆体ならびに組み合わせから選ばれた細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は軟骨細胞を含む。いくつかの実施形態では、バイオインクは、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールマクロマー、アルギン酸塩、マトリゲル、ＩＩ型コラーゲン、ヒアルロナンまたはコンドロイチン硫酸、あるいはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、方法は基材上でバイオインクを重合する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は印刷ノズルを介してバイオインクを噴出し、バイオインクを同時に重合する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は印刷ノズルを介してバイオインクを噴出し、バイオインクを連続して重合する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は組織欠損上でバイオインク構築物をプリントする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、組織欠損は、損傷した組織、侵食した組織、病変組織、または退化した組織から選ばれる。いくつかの実施形態では、組織欠損は、皮膚、骨、筋肉、神経、脳、目、膵臓、脾臓、軟骨、甲状腺、脂肪、洞、食道、腎臓、心臓、肺、腸、胃、結腸、直腸、胸、卵巣、子宮、頚部、前立腺、膀胱、または肝臓から選ばれた組織にある。いくつかの実施形態では、組織欠損は、血管の欠損、骨軟骨の欠損、表皮の欠損、筋肉の欠損、腸の欠損、神経細胞の欠損、生殖の欠損、膵臓の欠損、または目の欠損から選ばれる。いくつかの実施形態では、組織欠損は骨軟骨の欠損を含む。いくつかの実施形態では、骨軟骨の欠損は、膝関節、股関節、肘関節、肩関節、手首関節、脊椎関節、指関節、足首関節、または足関節から選ばれた関節にある。いくつかの実施形態では、骨軟骨の欠損は膝関節にある。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物は生きた組織である。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物はそれを必要としている個体上または個体内でプリントされる。

さらに、本明細書では、いくつかの実施形態において、制御装置と印字ヘッドを含むシステムが開示され、印字ヘッドは印刷ノズルの２次元アレイを含む。いくつかの実施形態では、制御装置は印字ヘッドを制御する。いくつかの実施形態では、制御装置は携帯型であるかまたは取り付け可能である。いくつかの実施形態では、制御装置は、温度；背圧；１つのノズル当たりの滴下；滴下速度の度数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｄｒｏｐ ｒａｔｅ）；使用されるノズルの数；および、発射エネルギー、またはその組み合わせから選ばれた印字ヘッドのパラメーターを制御する。いくつかの実施形態では、制御装置は、プリンティングの解像度、粘性、細胞濃度、生理的な温度、および速度を制御する。いくつかの実施形態では、制御装置は発射エネルギーを制御する。いくつかの実施形態では、発射エネルギーはパルスエネルギー、パルス幅、パルス間の間隙の長さ、および電圧を含んでいる。いくつかの実施形態では、制御装置は制御装置の先端を含む。いくつかの実施形態では、制御装置の先端は少なくとも１つの印字ヘッドを含んでいる。

同様に、いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドが開示されている。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは印刷ノズルの列を含む。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは少なくとも５つのノズルを含む。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは約６−２０のノズルを含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの列の印刷ノズル間の間隔は、約５マイクロメートル乃至約２００マイクロメートル、約５マイクロメートル乃至約１００マイクロメートル、約５０マイクロメートル乃至約２００マイクロメートル、約１マイクロメートル乃至約５０マイクロメートル、または約２００マイクロメートル乃至約４００マイクロメートルの間である。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは印刷ノズルの２つの列を含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の間の距離は、約５マイクロメートル乃至約５００マイクロメートルの間である。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の間の距離は、約２００マイクロメートル乃至約４００マイクロメートルの間である。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列は１０の印刷ノズルを含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約１６９μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約３４０μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列は１２の印刷ノズルを含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約１４１μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約３００μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列は１６の印刷ノズルを含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約８４μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約２３０μｍである。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２次元アレイでの印刷ノズルは、約２ピコリッター乃至約２２０ピコリッターの間の滴下容量を可能にする。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは、少なくとも約１０ｄｐｉ、少なくとも約５０ｄｐｉ、少なくとも約７５ｄｐｉ、少なくとも約１００ｄｐｉ、少なくとも約１２５ｄｐｉ、少なくとも約１５０ｄｐｉ、少なくとも約２００ｄｐｉ、少なくとも約３００ｄｐｉ、少なくとも約４００ｄｐｉ、少なくとも約５００ｄｐｉ以上、または約１０００ｄｐｉ以上の解像度をプリントする。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは、１インチ当たり少なくとも約１００ドット（ｄｐｉ）の解像度を含む。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは温度制御装置をさらに含む。

本発明の新しい特徴はとりわけ添付の請求項に記載される。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が用いられる実施形態を説明する以下の詳細な説明と、以下の添付図面とを引用することによって得られるであろう。

Ａは単一のノズルを備えた印字ヘッドを描く。Ｂはノズルの直線アレイを備えた印字ヘッドを描く。Ｃはノズルの２次元アレイを備えた印字ヘッドを描く。Ｄは特定の２次元領域をプリントするために２つの方向に単一のノズルの印字ヘッドを移動させる必要性を例証する。Ｅは特定の２次元領域をプリントするために１つの方向に直線アレイを移動させる必要性を例証する。Ｆは特定の２次元領域をプリントするために２次元アレイがいかにして動作を必要としないのかを例証する。 Ａは膝関節の大腿顆の軟骨欠損を有する骨を描く。Ｂは膝関節の骨軟骨の欠損に組織をプリントするための２次元アレイの印字ヘッドの使用を例証する。 Ａは集約型（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ）印刷ノズルの直線アレイを描く。Ｂは分岐型印刷ノズルの直線アレイを描く。Ｃは印刷ノズルの直線アレイを描いており、個々の印刷ノズルの高さはすべてが同じ面にあるわけではない。中心がより深い印刷ノズルがここでは示されている。Ｄは集約型印刷ノズルの２次元アレイを描く。Ｅは分岐型印刷ノズルの２次元アレイを描く。Ｆは印刷ノズルの２次元アレイを描き、個々の印刷ノズルの高さはすべてが同じ面にあるわけではない。 Ａは矩形形状で均一に分布した印刷ノズルを例証する。Ｂは１つ以上のマスク（印刷ノズルが欠けている空間）を伴って分布した印刷ノズルを例証する。Ｃは星型形状で分布した印刷ノズルを例証する。Ｄは楕円形状で分布した印刷ノズルを例証する。Ｅは、異なるバイオインク、異なる細胞型、異なる分子、生理活性因子、マトリックス成分、および／または薬剤を含む各印刷ノズルと同様に、様々な位置に分布した異なる大きさと直径の個々の印刷ノズルを例証する。 直接的なバイオプリンティングシステムを例証する。印字ヘッドはコンピューターによって制御されるロボットアームに接続される。バイオインク吐出システムは印字ヘッドにバイオインクを吐出する。印字ヘッドはプリントされる部分の上に位置付けられる。コンピューターは、印字ヘッドの位置と回転、バイオインクの吐出、および印刷ノズルの発射を制御する。

インクジェットプリントは、インクの滴下によって基材上でデジタルパターン情報を再生するプリント技術である。既存の印字ヘッドは、一度に１つの液滴をプリントするために２次元で移動する単一のノズル、または２次元領域をプリントするために１次元で移動するノズルの直線アレイを使用する。

本明細書では、基材上にバイオインクを噴出する印刷ノズルの２次元アレイを備えたインクジェット印字ヘッドを使用して、組織や器官を作り上げるためにインクジェットプリントを使用する方法が開示されている。２次元アレイを備えた印字ヘッドは印刷の間に印字ヘッドの移動を必要とせず、それによって、バイオインクのはね散らしを回避することでバイオプリンティングの精度を高める。いくつかの実施形態では、基材は生体の組織欠損である。さらに、いくつかの実施形態では、ノズルは、湾曲した表面や複雑な表面に一致する能力を有する様々な構造で配される。

本明細書では、いくつかの実施形態において、少なくとも１つのバイオインク層を含むバイオインク構築物をプリントする方法が開示されており、該方法は、ｉ）印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを、基材の近くにまたは基材に接して位置付ける工程；および、ｉｉ）印刷ノズルを介して基材上にバイオインクを噴出し、バイオインク層を形成する工程であって、バイオインク構築物が少なくとも１つのバイオインク層を含む、工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物は複数のバイオインク層を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク構築物のプリンティングは、印字ヘッドの動作を必要としない。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層のプリンティングは、印字ヘッドの動作を必要としない。いくつかの実施形態では、印刷ノズルの２次元アレイにおける印刷ノズルは、個々の液滴をプリントするように独立して制御および作動される。

さらに、本明細書では、いくつかの実施形態において、制御装置と印字ヘッドを含むシステムが開示されており、印字ヘッドは印刷ノズルの２次元アレイを含む。いくつかの実施形態では、システムは本明細書に開示された方法を実現する。

本明細書では、いくつかの実施形態において、印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドが開示されている。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは本明細書に開示された方法を実現する。

さらに、本明細書では、いくつかの実施形態において、生きている組織を生成する方法が開示されており、該方法は、ｉ）組織培養基材の近くに印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを位置付ける工程；および、ｉｉ）印刷ノズルの２次元アレイを介して細胞を含むバイオインクを組織培養基材上に噴出する工程を含む。

本明細書では、いくつかの実施形態において、組織欠損を処置する方法が開示されており、該方法は、ｉ）組織欠損の近くに印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを位置付ける工程；および、ｉｉ）欠損上に印刷ノズルの２次元アレイを介して複数の細胞を含むバイオインクを噴出する工程、を含む。

（特定の化学用語）
本明細書で使用されるように、「バイオインク」は、生体ポリマーおよび／または複数の細胞を含むバイオプリンティングに適切な組成物を指す。いくつかの実施形態では、バイオインクは、細胞溶液、細胞集合体、細胞を含むゲル、タンパク質、多細胞体、または組織を含む。

本明細書で使用されるように、「軟骨細胞」は、軟骨細胞、関節の軟骨細胞、繊維軟骨細胞（ｆｉｂｒｏｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ）、軟骨芽細胞、軟骨細胞前駆体、軟骨細胞の前駆細胞、間葉系幹細胞、骨芽細胞、未熟軟骨細胞、軟骨細胞（ｃａｒｔｉｌａｇｅ ｃｅｌｌｓ）、軟骨形成細胞、骨形成原細胞、骨原性細胞、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、および、こうした細胞の成長または分化を助ける細胞を含む。

用語「個体」、「患者」、および「被験体」は交換可能に使用される。本明細書で使用されるように、こうした用語はあらゆる哺乳動物を意味する。いくつかの実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。いくつかの実施形態では、哺乳動物は非ヒトである。いずれの用語も、医療専門家（例えば、医師、正看護婦、臨床看護師、医師助手、病院の用務員、またはホスピスの職員）の監督（例えば、永久的または断続的）を特徴とする状況を必要とせず、こうした状況に限定されない。

本明細書で使用されるように、「基材」はバイオインクがプリントされる任意の材料を指す。いくつかの実施形態では、基材は生きている組織である。いくつかの実施形態では、基材は支持材料である。いくつかの実施形態では、支持材料はセラミックである。いくつかの実施形態では、基材はポリマーである。いくつかの実施形態では、基材は細胞間マトリックスである。いくつかの実施形態では、基材はゲルである。いくつかの実施形態では、基材は液体である。いくつかの実施形態では、基材は液体貯留槽である。いくつかの実施形態では、基材は、セラミック、ポリマー、支持材料、生きている組織、細胞間マトリックス、ゲル、および液体の１つ以上の組み合わせである。

本明細書では、いくつかの実施形態において、バイオインク構築物を基材にプリントする方法が開示されており、該方法は：ｉ）基材の近くに印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを位置決めする工程；および、ｉｉ）バイオインク構築物を形成するために、印刷ノズルを介して基材上にバイオインクを噴出する工程、を含む。いくつかの実施形態では、方法はバイオインク層をプリントする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は複数のバイオインク層をプリントする工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、本明細書で開示された方法は、印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを使用する工程を含み、したがって、本明細書で開示された方法は、２次元領域全体にわたって印字ヘッドを移動させる機構を必要としない。いくつかの実施形態では、２次元領域は印字ヘッドよりも大きく、該方法は従来の印字ヘッドよりも短い距離、印字ヘッドを移動させる工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、いったん印字ヘッドが位置付けられると、プリンティングは印字ヘッドを移動させることなく進む。いくつかの実施形態では、これによりプリンティングの速度が早まり、特定の例において細胞の損傷またははね散らしなどの望ましくない影響に関連づけられる印字ヘッド中の液体のバイオインクの移動を排除する。いくつかの実施形態では、印字ヘッドはプリンティングの前に基材の近くで２度以上位置付けられる。いくつかの実施形態では、印字ヘッドはプリンティングの前に基材の近くで１度だけ位置付けられる。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは、プリンティングの前に、基材の近くで約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０ ３５、４０、４５、５０、５５、６０、７０、８０、９０、または１００回位置付けられる。いくつかの実施形態では、印字ヘッドはプリンティングの前に１００回を超えて基材の近くに位置付けられる。いくつかの実施形態では、本明細書で開示された方法は印字ヘッドを殺菌する工程を含む。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは紫外線光で殺菌される。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは少なくとも２時間紫外線光で殺菌される。いくつかの実施形態では、ノズルは溶液で殺菌される。いくつかの実施形態では、溶液はエタノールを含む。いくつかの実施形態では、溶液は約７０％のエタノール、約７５％のエタノール、約８０％のエタノール、約８５％のエタノール、約９０％のエタノール、約９５％のエタノール、または約１００％のエタノールを含む。いくつかの実施形態では、印字ヘッドと基材の間の距離は、約５μｍ、約１０μｍ、約２５μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約２５０μｍ、約３００μｍ、約３５０μｍ、約４００μｍ、約４５０μｍ、約５００μｍ、約５５０μｍ、約６００μｍ、約６５０μｍ、約７００μｍ、約７５０μｍ、約８００μｍ、約８５０μｍ、約９００μｍ、約９５０μｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ、約４ｃｍ、または約５ｃｍである。いくつかの実施形態では、印字ヘッドと基材の間の距離は１ｍｍ未満である。いくつかの実施形態では、印字ヘッドと基材の間の距離は５ｃｍ以上である。いくつかの実施形態では、印字ヘッドと基材の間の距離は約１−２ｍｍである。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは基材に接している。いくつかの実施形態では、印刷ノズルはバイオインクの個々の液滴をプリントするように作動される。いくつかの実施形態では、それぞれの印刷ノズルは同時に作動される。いくつかの実施形態では、それぞれの印刷ノズルは独立して制御される。いくつかの実施形態では、２次元の形状は任意の形状を作成するのに必要とされる印刷ノズルを同時に発射することによってプリントされる。いくつかの実施形態では、複雑な３次元の形状は２次元の形状の層から構築される。いくつかの実施形態では、本明細書で開示された方法は、バイオプリント後に３次元の形状を修飾する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、３次元の形状の修飾はバイオプリントされた材料の一部を除去する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法は複数の３次元の形状を組み合わせる工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は２次元の形状を作成するのに必要とされる印刷ノズルを発射することで、２次元の形状をプリントする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、印刷ノズルは指定された順序で発射される。いくつかの実施形態では、印刷ノズルは同時に発射される。いくつかの実施形態では、２つ以上の印刷ノズルが同時に発射される。いくつかの実施形態では、印刷ノズルはすべて同時に発射される。いくつかの実施形態では、バイオプリンティングする方法はバイオインクを重合する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、バイオインクの重合はバイオインクに指定された温度または化学薬品を適用する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法はバイオインクが基材上にプリントされるとバイオインクを重合する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法はバイオインクが基材上にプリントされるとバイオインクを光重合する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法はバイオインクが基材上にプリントされた後にバイオインクを重合する工程を含む。いくつかの実施形態では、方法はバイオインクが基材上にプリントされた後にバイオインクを光重合する工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオプリンティングする方法はバイオインクをゲル化する工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオインクのゲル化はバイオインクに指定された温度または化学薬品を適用する工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオインクはゼラチン化を経る。いくつかの実施形態では、ゼラチン化は、ｐＨの変化、温度の変化、クーロン力の相互作用、共有結合、非共有結合による相互作用、または重合によって引き起こされる。いくつかの実施形態では、バイオインクの重合はバイオインク中のポリマーを架橋結合する工程を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク中のポリマーの架橋結合は化学的架橋を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク中のポリマーの架橋結合は、バイオインクがプリントされた後に生じる。いくつかの実施形態では、バイオインク中のポリマーの架橋結合とプリンティングは同時に生じる。いくつかの実施形態では、バイオインク中のポリマーの架橋結合は、遊離基開始剤を用いた架橋結合を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク中のポリマーの架橋結合は、チオール部分またはアミン部分を用いた架橋結合を含む。いくつかの実施形態では、バイオインクはプリンティングプロセスの間に固体へ変わる。いくつかの実施形態では、方法は、光に晒すことによるバイオインクの重合または分解を含む。いくつかの実施形態では、光はバイオプリントされた組織を部分的に分解するために使用される。いくつかの実施形態では、光曝露の時間、波長、および光の強さは変えられる。いくつかの実施形態では、分解または重合は光を遮ることにより休止する。いくつかの実施形態では、いったん光曝露が再開すればゲルの重合または分解は続く。いくつかの実施形態では、方法はバイオインクに光開始剤を加える工程を含む。いくつかの実施形態では、光開始剤は、約０．０１％、０．０２％ ０．０３％ ０．０４％、０．０５％、０．１％、０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、または約１％ｗ／ｖのゲルの最終濃度で加えられる。いくつかの実施形態では、光開始剤は、約０．０５％ｗ／ｖのゲルの最終濃度で加えられる。いくつかの実施形態では、方法は、物理的な手段、化学の手段、または酵素的な手段によってバイオプリンティングした後にゲル成分（例えば、非細胞構造成分、非ＥＣＭ成分）を除去する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、ゲル成分はゲル成分の分解によって除去される。いくつかの実施形態では、本明細書で開示された方法は、２次元の細胞培養物中のそれぞれの細胞に対するグリコサミノグリカンの増加、および／または２次元の細胞培養中の細胞に対するプロテオグリカンの増加をもたらす、プリントされた細胞を生じさせる。いくつかの実施形態では、プリントされた細胞の平均的な細胞生存率は、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％である。いくつかの実施形態では、プリントされた細胞の平均的な細胞生存率は約９０％である。いくつかの実施形態では、プリントされた細胞の平均的な細胞生存率は約１００％である。本明細書では、いくつかの実施形態において、生きている組織を生成する方法が開示されており、該方法は：ｉ）基材の近くに印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを位置付ける工程；および、ｉｉ）印刷ノズルの２次元アレイを介して細胞を含むバイオインクを基材上に噴出する工程、を含む。いくつかの実施形態では、基材は組織培養基材である。いくつかの実施形態では、基材は被験体である。いくつかの実施形態では、基材は、ディッシュ、コレクター、プラットフォーム、スキャフォールド、マトリックス、ゲル、セラミック、金属、プラスチック、ワックス、または紙である。いくつかの実施形態では、生きている組織は複数のバイオインク層をプリントすることにより生成される。いくつかの実施形態では、それぞれのバイオインク層は１つ以上の細胞を含む。いくつかの実施形態では、バイオインク層は２つ以上の細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層は組織欠損上または欠損内にプリントされる。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層は動物内または動物に直接プリントされる。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層はヒト内またはヒトに直接プリントされる。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層は隣接してバイオプリントされる。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層は別々にバイオプリントされ、バイオプリンティングの後に組み合わされる。いくつかの実施形態では、それぞれのバイオインク層の１つ以上の細胞は隣接するバイオインク層の１つ以上の細胞に隣接している。いくつかの実施形態では、バイオインク層は同じ寸法である。いくつかの実施形態では、バイオインク層がそれぞれ独立して適切な寸法である。いくつかの実施形態では、方法は２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、または１００以上のバイオインク層をプリントする工程を含む。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層の各層の厚さは独立して、約１０μｍ、約１２μｍ、約１４μｍ、約１６μｍ、約１８μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約６０μｍ、約７０μｍ、約８０μｍ、約９０μｍ、約１００μｍ、約１２５μｍ、約１５０μｍ、約１７５μｍ、約２００μｍ、約２２５μｍ、約２５０μｍ、約２７５μｍ、約３００μｍ、約３２５μｍ、約３５０μｍ、約３７５μｍ、約４００μｍ、約４２５μｍ、約４５０μｍ、約５００μｍ、約５２５μｍ、約５５０μｍ、約５７５μｍ、約６００μｍ、約６２５μｍ、約６５０μｍ、約６７５μｍ、約７００μｍ、約７２５μｍ、約７５０μｍ、約７７５μｍ、約８００μｍ、約８２５μｍ、約８５０μｍ、約８７５μｍ、約９００μｍ、約９２５μｍ、約９５０μｍ、約９７５μｍ、または、約１ｍｍである。いくつかの実施形態では、複数のバイオインク層の各層または構成物の生きている組織の厚さは独立して、その最も薄い先端で、約１０μｍ未満、約１２μｍ未満、約１４μｍ未満、約１６μｍ未満、約１８μｍ未満、約２０μｍ未満、約２２μｍ未満、約２４μｍ未満、約２６μｍ未満、約２８μｍ未満、または約３０μｍ未満である。いくつかの実施形態では、方法は血管細胞をバイオプリンティングする工程をさらに含む。いくつかの実施形態
では、血管細胞のバイオプリンティングは血管またはその一部の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、生きている組織は組織を囲むことによって血管形成される。いくつかの実施形態では、生きている組織を生成する方法は、細胞間マトリックス成分をバイオプリンティングする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、生きている組織を生成する方法は、血管細胞と細胞間マトリックス成分をバイオプリンティングする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、血管細胞と細胞間マトリックスをバイオプリンティングする工程は、内皮細胞、平滑筋細胞、およびフィブリンをバイオプリンティングすることを含む。いくつかの実施形態では、方法は軟骨をプリントする工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、軟骨の含水率は、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約７２％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％、約８０％、約８１％、約８２％、約８３％、約８４％、約８５％、約８７％、または約９０％よりも大きい。いくつかの実施形態では、軟骨の含水率は約８０％である。いくつかの実施形態では、軟骨の圧縮弾性率が約５００ｋＰａ乃至約１０００ｋＰａの間である。いくつかの実施形態では、プリントされた軟骨の圧縮弾性率は、およそ１００ｋＰａ、２００ｋＰａ、２５０ｋＰａ、３００ｋＰａ、３５０ｋＰａ、３７５ｋＰａ、４００ｋＰａ、４２５ｋＰａ、４５０ｋＰａ、４７５ｋＰａ、５００ｋＰａ、５２５ｋＰａ、５５０ｋＰａ、５７５ｋＰａ、６００ｋＰａ、６２５ｋＰａ、６５０ｋＰａ、６７５ｋＰａ、７００ｋＰａ、７２５ｋＰａ、７５０ｋＰａ ７７５ｋＰａ ８００ｋＰａ、８２５ｋＰａ、８５０ｋＰａ、８７５ｋＰａ、９００ｋＰａ、９２５ｋＰａ、９５０ｋＰａ、９７５ｋＰａ、１０００ｋＰａ、１１００ｋＰａ、１２００ｋＰａ、１３００ｋＰａ、１４００ｋＰａ、１５００ｋＰａ、１７００ｋＰａ、１８００ｋＰａ、２０００ｋＰａである。いくつかの実施形態では、圧縮弾性率は１０００ｋＰａ以上である。いくつかの実施形態では、プリントされた軟骨の圧縮弾性率は５００ｋＰａ未満である。いくつかの実施形態では、プリントされた軟骨の圧縮弾性率は約４００ｋＰａである。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは１つ以上のバイオインクをプリントする。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは１つのみのバイオインクをプリントする。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、約１２、約１４、約１６、約１８、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、または約１００のバイオインクをプリントする。いくつかの実施形態では、印字ヘッドは１００以上のバイオインクをプリントする。いくつかの実施形態では、バイオインクは複数のセルを含む。いくつかの実施形態では、バイオインクの細胞密度は、約１セル／ｐＬ、約１０セル／ｐＬ、約１００セル／ｐＬ、約１セル／ｎＬ、約１０セル／ｎＬ、約１００セル／ｎＬ、約１セル／μＬ、約１０セル／μＬ、約１００セル／μＬ、約１０００セル／μＬ、約１０，０００セル／μＬ、約１００，０００セル／μＬである。いくつかの実施形態では、バイオインクの細胞密度は、約２×１０^６セル／ｍＬ、約３×１０^６セル／ｍＬ、約４×１０^６セル／ｍＬ、約５×１０^６セル／ｍＬ、約６×１０^６セル／ｍＬ、約７×１０^６セル／ｍＬ、約８×１０^６セル／ｍＬ、約９×１０^６セル／ｍＬ、約１０×１０^６セル／ｍＬ、約１５×１０^６セル／ｍＬ、約２０×１０^６セル／ｍＬ、約２５×１０^６セル／ｍＬ、約３０×１０^６セル／ｍＬ、約３５×１０^６セル／ｍＬ、約４０×１０^６セル／ｍＬ、約４５×１０^６セル／ｍＬ、または約５０×１０^６セル／ｍＬである。いくつかの実施形態では、複数のセルは１つの細胞型を含む。いくつかの実施形態では、複数のセルは細胞型の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、複数のセルは１つを超える細胞型を含む。いくつかの実施形態では、複数のセルは、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、約１２、約１４、約１６、約１８、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、約９５、または約１００の細胞型を含む。いくつかの実施形態では、バイオインクは１００を超える細胞型を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、軟骨細胞、軟骨前駆体（ｃｈｏｎｄｒｏｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ）細胞、角化細胞、毛根細胞、毛幹細胞、毛母細胞、外分泌腺上皮細胞、ホルモン分泌細胞、上皮細胞、神経細胞または感覚細胞、光受容細胞、筋細胞、細胞間マトリックス細胞、血球、心臓血管細胞、内皮細胞、血管平滑筋細胞、腎臓細胞、膵細胞、免疫細胞、幹細胞、生殖細胞、ナース細胞、間質細胞、星細胞、肝細胞、胃腸細胞、肺細胞、気管細胞、血管細胞、骨格筋細胞、心臓細胞、皮膚細胞、平滑筋細胞、結合組織細胞、角膜細胞、尿生殖器細胞、乳腺細胞、生殖細胞、内皮細胞、上皮細胞、繊維芽細胞、シュワン細胞、脂肪細胞、骨細胞、骨髄細胞、軟骨細胞、周皮細胞、中皮細胞、内分泌組織に由来する細胞、間質細胞、前駆細胞、リンパ細胞、内胚葉に由来する細胞、外胚葉に由来する細胞、中胚葉に由来する細胞、周皮細胞、またはこれらの前駆細胞、ならびに／あるいは、その組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は軟骨細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は軟骨芽細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は間葉系幹細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、骨髄細網組織繊維芽細胞、非上皮繊維芽細胞、周皮細胞、骨原性細胞、骨芽細胞、または破骨細胞、あるいはその任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は関節の軟骨細胞を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、幹細胞、前駆細胞、全能細胞、多能性細胞、人工多能性幹細胞、未分化細胞、分化細胞、分化する細胞、トランス分化する（ｔｒａｎｓ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇ）細胞、成体からの細胞、小児からの細胞、生殖細胞、循環細胞、常在細胞、付着細胞、悪性細胞、腫瘍細胞、増殖細胞、休止細胞、老化細胞、アポトーシス細胞、サイトカイン産生細胞、移動細胞、またはその組み合わせから選ばれる。いくつかの実施形態では、バイオインクは、細胞接着分子を発現する複数の細胞を含む。いくつかの実施形態では、細胞接着分子は、アドへリン（ａｄｈｅｒｉｎ）、カドヘリン、カルシンテニン（ｃａｌｓｙｎｔｅｎｉｎ）、クローディン、クラスター分化タンパク質、コンタクチン、免疫グロブリン、インテグリン、レクチン、ネクチン、オクルディン、ビンキュリン、ポリミン（ｐｏｒｉｍｉｎ）、ポドプラニン、ポドカリキシン、ペリオスチン、ニューロトリミン（ｎｅｕｒｏｔｒｉｍｉｎ）、ニューレキシン、およびセレクチンの１つ以上から選ばれる。いくつかの実施形態では、細胞接着分子は受容体である。いくつかの実施形態では、細胞接着分子は膜貫通型タンパク質である。いくつかの実施形態では、複数の細胞は遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は自然発生の遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、自然発生の遺伝子突然変異は、生殖系列遺伝子突然変異または体細胞遺伝子突然変異である。いくつかの実施形態では、複数の細胞は誘導された遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、誘導された遺伝子突然変異は、無作為の遺伝子突然変異またはターゲット遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞の１つ以上の遺伝子は遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞中の２、３、４、５、６、７、８、９、または１０の遺伝子は、遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞中の１０を超える遺伝子は遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、遺伝子は複数の遺伝子突然変異を含む。いくつかの実施形態では、複数の細胞は遺伝子組み換えであった。いくつかの実施形態では、複数の細胞は核酸でトランスフェクトされる。いくつかの実施形態では、細胞は核酸を含むウイルスによって感染した。いくつかの実施形態では、複数の細胞は核酸を含むウイルスによって形質導入された。いくつかの実施形態では、ウイルスはレトロウイルス、アデノウイルス、またはアデノ随伴ウイルスから選ばれる。いくつかの実施形態では、核酸は、ベクター、プラスミド、遺伝子、非コード核酸、エキソン、イントロン、二本鎖ＤＮＡ、一本鎖ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、またはｍｉＲＮＡから選ばれる。いくつかの実施形態では、核酸は遺伝子である。いくつかの実施形態では、遺伝子は真核生物の遺伝子である。いくつかの実施形態では、遺伝子は原核生物の遺伝子である。いくつかの実施形態では、核酸は標識またはアフィニティータグをコード化する。いくつかの実施形態では、複数の細胞は１つ以上の標識を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の標識は蛍光プローブを含む。いくつかの実施形態では、蛍光プローブは、ＣｅｌｌＴｒａｃｅまたはＣｅｌｌＴｒａｃｋｅｒ（米国カリフォルニア州カールズバッドのＬｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）から選ばれる。いくつかの実施形態では、標識は蛍光タグを含む。いくつかの実施形態では、蛍光タグは、ｍＰｌｕｍ、ｍＣｈｅｒｒｙ、ｔｄＴｏｍａｔｏ、ｍＳｔｒａｗｂｅｒｒｙ、Ｊ−Ｒｅｄ、ＤｓＲｅｄモノマー、ｍＯｒａｎｇｅ、ｍＫＯ、ｍＣｉｔｒｉｎｅ、Ｖｅｎｕｓ、ＹＰｅｔ、ＥＹＦＰ、エメラルドＥＧＦＰ、ＣｙＰｅｔ、ｍＣＦＰｍ、Ｃｅｒｕｌｅａｎ、Ｔ−サファイア、ＧＦＰ、またはＹＦＰである。いくつかの実施形態では、複数の細胞はアフィニティータグを含む。いくつかの実施形態では、アフィニティータグはペプチドである。いくつかの実施形態では、ペプチドは、ｍｙｃ−タグ、ｃ−ｍｙｃタグ、ＦＬＡＧタグ、Ｈｉｓタグ、ポリヒスチジンタグ、ＨＡタグ、Ｖ５、ＶＳＶＧ、ｓｏｆｔａｇ １、ｓｏｆｔａｇ ３、Ｅｘｐｒｅｓｓ ｔａｇ、Ｓタグ、イソチオシアン酸フルオレセイン（ＦＩＴＣ）、ジニトロフェニル、トリニトロフェニル、ペリディニンクロロフィルタンパク質複合体、ビオチン、フィコエリトリン（ＰＥ）、ストレプトアビジン、アビジン、西洋わさびペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）、パルミトイル化、ニトロシル化、アルカリホスファターゼ、グルコースオキシダーゼ、グルタチオン−Ｓ−転移酵素（ＧＳＴ）、ＳＵＭＯタグ、チオレドキシン、ポリ（ＮＡＮＰ）、ポリ−Ａｒｇ、カルモジュリン結合タンパク質、ＰｕｒＦフラグメント、ケトステロイドイソメラーゼ、ＰａＰ３．３０、ＴＡＦ１２ヒストンフォールドドメイン（ｈｉｓｔｏｎｅ ｆｏｌｄ ｄｏｍａｉｎ）、マルトース結合タンパク質、またはそのフラグメントである。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、組織バンクからのものである。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、冷凍されるか、または予め冷凍されている。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、ドナー組織から採取されるか、または単離される。幾つかの実施形態では、ドナー組織は、生きた動物から採取される。幾つかの実施形態では、ドナー組織は、サル、類人猿、ゴリラ、チンパンジー、雌ウシ、馬、犬、猫、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウサギ、ニワトリ、七面鳥、モルモット、ラットまたはマウスに由来する。幾つかの実施形態では、ドナー組織は、合成的である。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、生きたヒトのドナーから採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、患者に由来する。幾つかの実施形態では、ドナー組織は、死骸から採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、死骸から採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞が死骸から採取される場合、複数の細胞は、死後、約１時間未満、約２時間未
満、約４時間未満、約６時間未満、約１２時間未満、約２４時間未満、約３６時間未満、約４８時間未満、約７２時間未満で採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、死後約７２時間未満で死骸から採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、死後２２時間から７２時間の間に死骸から採取される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、単離または採取された後またはその間に、抗生物質及び／又は抗真菌剤によって処置される。幾つかの実施形態では、抗生物質は、ペニシリン、ストレプトマイシン、アクチノマイシンＤ、アンピシリン、ブラストサイジン、カルベニシリン、セフォタキシム、ホスミドマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ポリミキシンＢ、またはそれらの任意の組み合わせである。幾つかの実施形態では、抗真菌剤は、アムホテリシンＢ、ナイスタチン、ナタマイシン、またはそれらの任意の組み合わせである。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、単離された後およびバイオプリントされる前に、細胞培養培地中で増殖または維持される。幾つかの実施形態では、細胞培養培地は、必須栄養素、成長因子、塩、ミネラル、ビタミン、多血小板血漿、またはそれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、特定の成分は、特異的なタンパク質の細胞成長、分化または分泌を増強するために選択される。幾つかの実施形態では、細胞培養培地は、細胞分化剤を含む。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、細胞培養中の細胞の別の集団から上清または調整培地を用いて培養される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、約１％、約２％、約３％、約５％、約７％、約１０％、または約２０％のＯ_２の大気下で培養される。幾つかの実施形態では、細胞は、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、または約１０％のＣＯ_２の大気下で培養される。幾つかの実施形態では、細胞は、約３０℃、約３２℃、約３３℃、約３４℃、約３５℃、約３６℃、約３７℃、約３８℃、約３９℃、約４０℃、または約４２℃の温度で培養される。幾つかの実施形態では、ヒト軟骨細胞は、好ましくは、およそ５％のＣＯ_２を含有している加湿空気によって３７℃で培養され、培地はおよそ４日ごとに換えられる。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約１００％のコンフルエンスまで成長するときのバイオプリンティングに使用される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、ヒト軟骨細胞を含む。幾つかの実施形態では、ヒト軟骨細胞は、約８０％乃至９０％のコンフルエンスまで成長するときのバイオプリンティングに使用される。幾つかの実施形態では、複数の細胞は、軟骨細胞、線維軟骨細胞または軟骨細胞の前駆細胞を含む。幾つかの実施形態では、軟骨細胞は、成長因子を含む細胞培養中で維持される。幾つかの実施形態では、軟骨細胞は、ＴＧＦ−βおよびＦＧＦ−βを含む細胞培養培地中で維持される。幾つかの実施形態では、軟骨細胞は、３次元の細胞培養中で培養される。幾つかの実施形態では、３次元の細胞培養は、ポリマー、タンパク質、合成ペプチドまたは細胞外マトリックス成分を含む。幾つかの実施形態では、３次元の細胞培養は、アルギン酸塩、アガロース、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、テネイシン、エラスチン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、細胞外マトリックス成分を含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、細胞培養培地を含む。幾つかの実施形態では、細胞培養培地は、平衡塩、ダルベッコ変法イーグル培地、ダルベッコ変法イーグル培地／栄養素Ｆ−１２培地、Ｈａｍ’ｓ Ｆ−１０培地、Ｈａｍ’ｓ Ｆ−１２培地、最少必須培地イーグル、培地１９９、ＲＰＭＩ−１６４０培地、Ａｍｅ’ｓ培地、ＢＧＪｂ培地（Ｆｉｔｔｏｎ−Ｊａｃｋｓｏｎ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、Ｃｌｉｃｋ’ｓ培地、ＣＭＲＬ−１０６６培地、Ｆｉｓｃｈｅｒ’ｓ培地、Ｇｌａｓｃｏｗ最少必須培地（ＧＭＥＭ）、Ｉｓｃｏｖｅ’ｓ変法ダルベッコ培地（ＩＭＤＭ）、Ｌ−１５培地（Ｌｅｉｂｏｖｉｔｚ）、ＭｃＣｏｙ’ｓ ５Ａ変法培地、ＮＣＴＣ培地、Ｓｗｉｍ’ｓ Ｓ−７７培地、Ｗａｙｍｏｕｔｈ培地、Ｗｉｌｌｉａｍ’ｓ培地Ｅ、またはそれらの組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、細胞培養培地は、生物学的血清をさらに含む。幾つかの実施形態では、血清は、ウシ胎児血清、子ウシ胎児血清、ヤギ胎児血清またはウマ血清である。幾つかの実施形態では、細胞培養培地の生物学的血清の含有量は、約０．５％ｖ／ｖ、約１％ｖ／ｖ、約２％ｖ／ｖ、約５％ｖ／ｖ、約１０％ｖ／ｖ、約１５％ｖ／ｖ、約２０％ｖ／ｖ、約５０％ｖ／ｖ、約９９％ｖ／ｖ、約１００％ｖ／ｖである。幾つかの実施形態では、細胞培養培地は、緩衝剤を含む。幾つかの実施形態では、緩衝剤は、ＭＥＳ、ＡＤＡ、ＰＩＰＥＳ、ＡＣＥＳ、ＭＯＰＳＯ、ＭＯＰＳ、ＢＥＳ、ＴＥＳ、ＨＥＰＥＳ、ＤＩＰＳＯ、アセトアミドグリシン、ＴＡＰＳＯ、ＰＯＰＳＯ、ＨＥＰＰＳＯ、ＨＥＰＰＳ、トリシン、グリシンアミド、ビシンまたはＴＡＰＳから選択される。幾つかの実施形態では、バイオインクは、成長因子、タンパク質、化学物質、生化学的因子、多糖類、カルボン酸、酵素、プロテアーゼ、治療剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、成長因子は、アドレノメデュリン（ＡＭ）、アンジオポエチン（Ａｎｇ）、自己分泌型運動因子、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、コロニー刺激因子（ＣＳＦ）、上皮成長因子（ＥＧＦ）、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、グリア細胞株由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、増殖分化因子−９（ＧＤＦ９）、肝細胞成長因子（ＨＧＦ）、肝臓癌由来成長因子（ＨＤＧＦ）、インスリン、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、遊走刺激因子、ミオスタチン（ＧＤＦ−８）、神経成長因子（ＮＧＦ）および他のニューロトロフィン、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、トロンボポイエチン（ＴＰＯ）、形質転換成長因子アルファ（ＴＧＦ−α）、形質転換成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）、腫瘍壊死因子アルファ（ＴＮＦ−α）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、胎盤成長因子（ＰｌＧＦ）、ウシ胎児ソマトトロピン（ＦＢＳ）、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−７、またはそれらの組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、バイオインクは、ＴＧＦ−β１およびＦＧＦ２を含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、生化学的因子を含む。幾つかの実施形態では、生化学的因子は、抗凝血薬、アルブミン、セレニウム、アミノ酸、ビタミン、ホルモン、ミネラル、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、バイオインクは、タンパク質を含む。幾つかの実施形態では、タンパク質は、キナーゼ、ホルモン、サイトカイン、ケモカイン、抗炎症性因子、炎症促進性因子、アポトーシス性因子またはステロイドである。幾つかの実施形態では、バイオインクは、プロテアーゼを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、コラゲナーゼ、マトリックスメタロプロテアーゼ、トリプシン、トロンバーゼ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、ヌクレアーゼを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、多糖類を含む。幾つかの実施形態では、多糖類は、グリコサミノグリカンである。幾つかの実施形態では、グリコサミノグリカンは、ヘパリンである。幾つかの実施形態では、バイオインクは、サリチル酸を含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、脂質または脂肪酸を含む。幾つかの実施形態では、脂肪酸は、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸、オメガ−３脂肪酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、バイオインクは、治療剤を含む。幾つかの実施形態では、治療剤は、抗生物質及び／又は抗真菌剤から選択される。幾つかの実施形態では、抗生物質は、ペニシリン、ストレプトマイシン、アクチノマイシンＤ、アンピシリン、ブラストサイジン、カルベニシリン、セフォタキシム、ホスミドマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ポリミキシンＢ、またはそれらの組み合わせである。幾つかの実施形態では、抗真菌剤は、アムホテリシンＢ、ナイスタチン、ナタマイシン、またはそれらの組み合わせである。幾つかの実施形態では、治療剤は、抗炎症性治療剤から選択される。幾つかの実施形態では、抗炎症性治療剤は、非ステロイド抗炎症性治療剤である。幾つかの実施形態では、非ステロイド抗炎症性治療剤は、シクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）阻害剤である。幾つかの実施形態では、ＣＯＸ阻害剤は、ＣＯＸ１阻害剤、ＣＯＸ２阻害剤、またはその組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、抗炎症性治療剤は、ステロイドを含む。幾つかの実施形態では、ステロイドは、グルココルチコイドである。幾つかの実施形態では、グルココルチコイドは、デキサメタゾンである。幾つかの実施形態では、バイオインクは、細胞外マトリックスまたはその成分を含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、Ｉ型コラーゲン、ＩＩ型コラーゲン、ＩＩＩ型コラーゲン、ＩＶ型コラーゲン、Ｖ型コラーゲン、ＶＩ型コラーゲン、ＶＩＩ型コラーゲン、ＶＩＩＩ型コラーゲン、ＩＸ型コラーゲン、Ｘ型コラーゲン、ＸＩ型コラーゲン、ＸＩＩ型コラーゲン、ＸＩＩＩ型コラーゲン、ＸＩＶ型コラーゲン、ＸＶ型コラーゲン、ＸＶＩ型コラーゲン、ＸＶＩＩ型コラーゲン、ＸＶＩＩＩ型コラーゲン、ＸＩＸ型コラーゲン、ＸＸ型コラーゲン、ＸＸＩ型コラーゲン、ＸＸＩＩ型コラーゲン、ＸＸＩＩＩ型コラーゲン、ＸＸＩＶ型コラーゲン、ＸＸＶ型コラーゲン、ヘパリン、ゼラチン、エラスチン、フィブロネクチン、フィブリン、フィブリノゲン、ラミニン、プロテオグリカン、またはそれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、細胞外マトリックスは、ヒト、雌ウシ、馬、ヒツジ、ヤギ、チンパンジー、サル、ラット、ブタ、マウス、ウサギ、または合成反応に由来する。幾つかの実施形態では、バイオインクは、ゲルである。幾つかの実施形態では、ゲルは、バイオゲルまたはヒドロゲルを含む。幾つかの実施形態では、バイオゲルまたはヒドロゲルは、ポリマーを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、ポリマーを含む。幾つかの実施形態では、ポリマーは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ＰＥＧマクロマー、ポリエチレングリコールメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）、ポリエチレンジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアクリレート（ＰＡＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ＰＥＧ−ラクチド、ＰＥＧ−グリコリド、またはそれらの組み合わせである。幾つかの実施形態では、ゲルは、ＰＥＧＤＭＡヒドロゲルを含む。幾つかの実施形態では、ＰＥＧＤＭＡポリマーは、１０％ｗ／ｗのヒドロゲルである。幾つかの実施形態では、ＰＥＧＤＭＡポリマーは、２０％ｗ／ｗのヒドロゲルである。幾つかの実施形態では、ゲルは、ポリマーを含まない。幾つかの実施形態では、ＰＥＧマクロマーは、アクリレート、メタクリレート、アリルエーテル、マレイミド、ビニルスルホン、ＮＨＳエステルおよびビニルエーテル基などの、反応鎖末端を含む。幾つかの実施形態では、ＰＥＧのアルコール鎖末端は、塩基の存在下で酸塩化物（例えば、塩化アクリロイル、塩化メタクリロイル）を使用してエステル化される。幾つかの実施形態では、ＰＥＧ鎖末端は、２−クロロエチルビニルエーテルまたは臭化アリルなどのハロゲン化アルキルとの反応によって塩基性条件下でエーテル化される。幾つかの実施形態では、アクリレート、メタクリレート、ビニルスルホン、マレイミド、ビニルエーテルおよびアリルエーテルは
、ステップ成長ネットワーク（ｓｔｅｐ ｇｒｏｗｔｈ ｎｅｔｗｏｒｋ）の形成または重合が可能である。幾つかの実施形態では、マクロマーの重合は、レドックス生成したラジカル（例えば、加硫酸アンモニウムおよびＴＥＭＥＤ）、または光で生成されたラジカルを使用して開始される。幾つかの実施形態では、バイオインクはさらに、アルギン酸塩、マトリゲル、ヒアルロナン、フィブリノゲン、コンドロイチン硫酸塩、グリセロール、セルロース、アガロース、ゼラチン、キトサン、パラフィン、シリカ、フィブリン、またはそれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、ゲルは、ペプチド、アミノ酸、ジペプチド、プロテオグリカン、糖タンパク質、界面活性剤、デンプン、またはそれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、フィブリンを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、光重合性である。幾つかの実施形態では、バイオインクは、光分解性である。幾つかの実施形態では、ゲルは、光放出性因子（ｐｈｏｔｏ−ｒｅｌｅａｓａｂｌｅ ｆａｃｔｏｒｓ）を含む。幾つかの実施形態では、光放出性因子は、細胞、成長因子、プロテアーゼ、リガンド、ホルモン、細胞外マトリックス、サイトカイン、抗炎症性因子、炎症促進性因子、接着分子、またはそれらの組み合わせから選択される。幾つかの実施形態では、光放出性因子は、バイオプリントされた組織（例えば血管）の特徴を形成するために使用される。幾つかの実施形態では、ゲルは、分解性のエステル結合を有するＰＥＧを含む。幾つかの実施形態では、バイオインクは、ゲルまたは細胞外マトリックスの成分に付けられている因子を含む。幾つかの実施形態では、因子は、ゲルまたは細胞外マトリックスの成分に因子を付ける単結合の加水分解または酵素分解によって放出される。幾つかの実施形態では、因子は、ゲル成分または細胞外マトリックスの加水分解または酵素分解によって放出される。幾つかの実施形態では、因子は、酵素によってゲル成分または細胞外マトリックスから放出される。幾つかの実施形態では、酵素は、欠損または基質に存在する。幾つかの実施形態では、バイオインクは、酵素を含む。幾つかの実施形態では、酵素は、プロテアーゼである。幾つかの実施形態では、プロテアーゼは、セリンプロテアーゼ、トレオニンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、アスパルタートプロテアーゼ、グルタミン酸プロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、エキソペプチダーゼ、エンドペプチダーゼ、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン、パパイン、エラスターゼ、カルボキシペプチダーゼ、アミノペプチダーゼ、トロンビン、プラスミン、カテプシン、またはヘビ毒である。幾つかの実施形態では、放出された因子は、治療剤または成長因子である。幾つかの実施形態では、成長因子は、血管新生を誘発する。

本明細書には、幾つかの実施形態において、制御装置および印字ヘッドを含むシステムが開示され、該印字ヘッドは、印刷ノズルの２次元アレイを含む。幾つかの実施形態では、システムは、制御装置を含む。幾つかの実施形態では、制御装置は、制御装置の先端を含む。幾つかの実施形態では、制御装置の先端は、印字ヘッドを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、複数の印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、複数の印刷ノズルの２次元配列を含む。幾つかの実施形態では、システムは、印字ヘッドを制御する制御装置を含む。幾つかの実施形態では、制御装置は、携帯型または取り付け可能である。幾つかの実施形態では、制御装置は、無線である。幾つかの実施形態では、制御装置は、温度；背圧；１つのノズル当たりの滴下；滴下速度の度数；使用中のノズルの数；発射エネルギー、またはそれらの組み合わせ、から選択される印字ヘッドのパラメーターを制御する。幾つかの実施形態では、制御装置は、プリンティングの解像度、粘性、細胞濃度、生理的温度および速度を制御する。幾つかの実施形態では、制御装置は、発射エネルギーを制御する。幾つかの実施形態では、発射エネルギーは、パルスエネルギー、パルス幅、パルス間の間隙の長さ、および電圧を含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドまたは制御装置は、温度制御装置をさらに含む。図５を参照すると、幾つかの実施形態では、コンピューターシステムは、コンピューターシステムをさらに含む。幾つかの実施形態では、コンピューターシステムは、プロセッサー、メモリデバイス、オペレーティングシステム、診断分析または治療分析を適用するためのソフトウェアモジュール、およびバイオインクを分注するための装置をモニタリングまたは操作するためのソフトウェアモジュールを含む。幾つかの実施形態では、コンピューターシステムは、デジタル処理デバイスを含み、制御装置の機能を実行する１つ以上のハードウェア中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。さらなる実施形態では、システムは、実行可能命令を実行するように構成されたオペレーティングシステムを含む。幾つかの実施形態では、オペレーティングシステムは、デバイスのハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためのサービスを提供する、プログラムおよびデータを含むソフトウェアである。当業者は、適切なサーバーのオペレーティングシステムが、限定しない例として、ＦｒｅｅＢＳＤ、ＯｐｅｎＢＳＤ、ＮｅｔＢＳＤ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｍａｃ ＯＳ Ｘ Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標）Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、およびＮｏｖｅｌｌ（登録商標）ＮｅｔＷａｒｅ（登録商標）を含むことを認識するだろう。当業者は、適切なパーソナルコンピューターのオペレーティングシステムが、限定しない例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｍａｃ ＯＳ Ｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、およびＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ（登録商標）などのＵＮＩＸ（登録商標）様のオペレーティングシステムを含むことを認識するだろう。幾つかの実施形態では、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。当業者は、適切なモバイルスマートフォンのオペレーティングシステムが、限定しない例として、Ｎｏｋｉａ（登録商標）Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）ＯＳ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＯＳ（登録商標）、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎ Ｍｏｔｉｏｎ（登録商標）ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ ＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｐｈｏｎｅ（登録商標）ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標）ＯＳ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、およびＰａｌｍ（登録商標）ＷｅｂＯＳ（登録商標）を含むことも認識するだろう。幾つかの実施形態では、システムは、ストレージ及び／又はメモリデバイスを含む。幾つかの実施形態では、ストレージ及び／又はメモリデバイスは、一時的または永続的にデータまたはプログラムを保存するために使用される１つ以上の物理器械である。幾つかの実施形態では、デバイスは、揮発性メモリであり、保存した情報を維持する動力を必要とする。幾つかの実施形態では、デバイスは、不揮発性メモリであり、デジタル処理デバイスに動力が提供されていないときに保存した情報を保持する。さらなる実施形態では、不揮発性メモリは、フラッシュメモリを含む。幾つかの実施形態では、不揮発性メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を含む。幾つかの実施形態では、不揮発性メモリは、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ（登録商標））を含む。幾つかの実施形態では、不揮発性メモリは、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）を含む。幾つかの実施形態では、デバイスは、限定しない例として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ装置、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、およびクラウドコンピューティングベースのストレージを含む、ストレージデバイスである。幾つかの実施形態では、ストレージ及び／又はメモリデバイスは、本明細書に開示されるものなどのデバイスの組み合わせである。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムは、ユーザーインターフェースを含む。さらなる実施形態において、ユーザーインターフェースは、グラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を含む。またさらなる実施形態では、ユーザーインターフェースは、対話型であり、本明細書に記載されるシステムおよび印字ヘッドと対話するためのメニューおよびオプションをユーザーに提供する。さらなる実施形態では、システムは、ユーザーに視覚情報を送信するためのディスプレイスクリーンを含む。幾つかの実施形態では、ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）である。幾つかの実施形態では、ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。さらなる実施形態では、ディスプレイは、薄膜トランジスター液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。幾つかの実施形態では、ディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。様々なさらなる実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイは、単純マトリックス方式ＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）またはアクティブマトリックス方式ＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）のディスプレイである。幾つかの実施形態では、ディスプレイは、プラズマディスプレイである。他の実施形態において、ディスプレイは、ビデオプロジェクターである。またさらなる実施形態では、ディスプレイは、本明細書に開示されるような、ディスプレイの組み合わせである。またさらなる実施形態では、デバイスは、ユーザーからの情報を受信するための入力デバイスを含む。幾つかの実施形態では、入力デバイスは、キーボードである。さらなる実施形態では、入力デバイスは、キーパッドである。特定の実施形態では、入力デバイスは、コミュニケーション制限（例えば、年齢、病気、障害などが原因）のある対象による使用のための簡素化されたキーパッドであり、ここで各キーは、色、形状、および健康／コミュニケーションのコンセプトに関係する。幾つかの実施形態では、入力デバイスは、限定しない例として、マウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、ゲーム制御装置、またはスタイラスを含む、ポインティングデバイスである。幾つかの実施形態では、入力デバイスは、タッチスクリーンまたはマルチタッチスクリーンである、ディスプレイスクリーンである。他の実施形態では、入力デバイスは、音声または他の音入力を捕らえるマイクロホンである。他の実施形態では、入力デバイスは、モーションまたは視覚入力を捕らえるビデオカメラである。またさらなる実施形態では、入力デバイスは、本明細書に開示されるようなデバイスの組み合わせである。幾つかの実施形態では、システム、および本明細書に開示されるソフトウェアモジュールは、イントラネットベースである。幾つかの実施形態では、システムおよびソフトウェアモジュールは、インターネットベースである。さらなる実施形態では、システムおよびソフトウェアモジュールは、ワールドワイドウェブベースである。またさらなる実施形態では、システムおよびソフトウェアモジュールは、クラウドコンピューティングベースである。他の実施形態では、システムおよびソフトウェアモジュールは、限定しない例として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ装置、ＲＡＭ（例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなど）、ＲＯＭ（例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）、磁気テープドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、光磁気ドライブ、ソリッドステートドライブ、およびそれらの組み合わせを含む、データ記憶デバイスに基づく。幾つかの実施形態では、システムは、バイオインクを分注するための装置を含む。幾つかの実施形態では、システムは、バイオインク吐出システムおよびロボットアームを含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステム、ソフトウェア、および方法は、医療提供者（ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ）のサービスを利用する。幾つかの実施形態では、医療提供者は、生きている（ｌｉｖｅ）。本明細書で使用されるように、用語「生きている（ｌｉｖｅ）」は、非同期に、略同期して、または同期して（例えば、実時間で）本明細書に記載されるシステム、デバイス、ソフトウェア、及び／又は対象と対話する、人工知能またはソフトウェアアルゴリズムとは対照的な、ヒトの医療提供者を指している。幾つかの実施形態では、医療提供者は、医師、歯科医、医師助手、ナースプラクティショナー、登録看護婦、脊柱指圧療法師、救急医療士、免許准看護婦、公認の超音波技師、または衛生兵から選択される。幾つかの実施形態では、医療提供者は、正式な医学訓練を受けていない。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステム、ソフトウェア、および方法は、複数の医療提供者のサービスを利用する。さらなる実施形態では、複数の医療提供者は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、またはそれ以上の提供者を含み、それらの中のインクリメント（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ）を含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステム、デバイス、ソフトウェア、および方法は、少なくとも、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、またはそれ以上の医療提供者のサービスを利用する。さらなる実施形態では、複数の医療提供者は、システムを同時に使用する。またさらなる実施形態では、医療提供者は、限定しない例として、患者の疾病、疾患、または損傷、患者の疾病、疾患、または損傷の重症度、患者の保険資格、または利用可能性を含むパラメーターに基づく、特定の場合または接触のために特定または選択される。幾つかの実施形態では、医療提供者は、離れている（ｒｅｍｏｔｅ）。本明細書で使用されるように、用語「離れている（ｒｅｍｏｔｅ）」は、本明細書に記載される発明を使用して医療サービスが提供される時に対象とともに存在していない医療提供者を記載している。幾つかの実施形態では、離れている医療提供者は、本明細書に記載される発明を使用して医療サービスが提供される時に対象の設備、都市、郡、州、または国の外にいる。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムは、随意に、監督されていない、または自動化された、モードで作動する。幾つかの実施形態では、システムは、遠隔（ｔｅｌｅｍｅｄｉｃａｌ）医療提供者による遠隔モニタリングまたは遠隔操作のためのモジュールを含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステム、ソフトウェア、および方法
は、生きている医療サービス提供者のサービスを利用しない。例えば、幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムは、本明細書でさらに記載される、非通信モードを含む。さらなる実施形態では、通信プロトコルが障害を起こすとき、通信チャネルまたは信号が障害を起こす又は失われるとき、あるいは１つ以上の通信プロトコル、チャネル、または信号が利用不可能な場所にデバイスが置かれるときに、本明細書に記載されるシステムおよび装置は、非通信モードで作動する。非通信モードでは、生きている、離れた医療提供者は、システムの構成要素をモニタリング、監督、または操作することができない。さらなる例として、幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムは、本明細書でさらに記載される、緊急モードを含む。緊急モードでは、幾つかの実施形態において、システムの構成要素は、生きている、離れた医療提供者による、モニタリング、監督、または操作なしで、自律的に作動する。幾つかの実施形態では、システムは、バイオセンサーを含む。幾つかの実施形態では、バイオセンサーは、組織欠損に関する情報を検出する。幾つかの実施形態では、医療提供者は、組織欠損に関する情報を制御装置にプログラミングする。幾つかの実施形態では、医療提供者は、コンピューターへの組織欠損に関する情報をプログラミングする。幾つかの実施形態では、組織欠損に関する情報は、組織欠損の形状、サイズ寸法、厚さ、密度または近接を含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムは、病院、ホスピス、老人ホーム、緊急医療オフィス、診断研究所などの、医療設備において部分的または全体的に利用される。幾つかの実施形態では、デバイス、システム、およびソフトウェアは、動物病院、獣医オフィスなどの、獣医設備において部分的または全体的に利用される。本明細書に開示されるシステムは、幾つかの実施形態において、インクジェット方式を利用する。幾つかの実施形態では、インクジェット方式は、サーマルインクジェット方式である。幾つかの実施形態では、インクジェット方式は、圧電インクジェット方式である。幾つかの実施形態では、装置は、シリンジポンプシステムを利用する。幾つかの実施形態では、インクジェット方式は、各印刷ノズル中に発熱体を含む。幾つかの実施形態では、発熱体は、局所的な印刷ノズル（ｌｏｃａｌ ｐｒｉｎｔ ｎｏｚｚｌｅ）の温度を、約１００度、約１５０度、約２００度、約２５０度、約２６０度、約２７０度、約２８０度、約２８５度、約２９０度、約２９５度、約２９８度、約３００度、約３０２度、約３０５度、約３１０度、約３１５度、約３２０度、約３２５度、約３５０度、約３７５度、または約４００度まで上昇させる。幾つかの実施形態では、発熱体は、局所的な印刷ノズルの温度を約３００度に上昇させる。幾つかの実施形態では、発熱体は、バイオインクにおける複数の細胞の温度を、約１度、約２度、約３度、約４度、約５度、約６度、約７度、約８度、約９度、約１０度、約１１度、約１２度、約１３度、約１４度、または約１５度上昇させる。幾つかの実施形態では、バイオインクにおける複数の細胞の温度は、約１μ秒、約２μ秒、約３μ秒、約４μ秒、約５μ秒、約６μ秒、約７μ秒、約８μ秒、約９μ秒、または約１０μ秒未満の間上昇する。

本明細書には、幾つかの実施形態において、印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドが開示される。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、本明細書に開示される方法を実施する。既存の印字ヘッドは、一度に単一の液滴をプリントするために２次元で移動される単一ノズル、または２次元領域をプリントするために一次元で移動されるノズルの直線アレイのいずれかを使用する。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの２次元アレイが、２次元領域と等しいか又はそれより大きい場合、本明細書に開示される印字ヘッドは、印字ヘッドの移動を必要としない。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、修正されたインクジェット式印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、インクジェット印字ヘッドは、サーマルインクジェット式印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、インクジェット式印字ヘッドは、圧電インクジェット式印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、Ｂｒｏｔｈｅｒの印字ヘッド、Ｅｐｓｏｎの印字ヘッド、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（ＨＰ）の印字ヘッド、Ｌｅｘｍａｒｋの印字ヘッド、Ｄｙｍｏの印字ヘッド、Ｏｋｉの印字ヘッド、Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｓの印字ヘッド、Ｐｒｉｍｅｒａの印字ヘッド、Ｒｉｃｏｈの印字ヘッド、Ｓｔａｒ Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓの印字ヘッド、Ｖｕ Ｐｏｉｎｔの印字ヘッド、Ｗａｓｐの印字ヘッド、またはＸｅｒｏｘの印字ヘッドから選択される、修正された印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、ＨＰ Ｄｅｓｋｊｅｔの印字ヘッド、ＨＰ Ｏｆｆｉｃｅｊｅｔの印字ヘッド、ＨＰ Ｐｈｏｔｏｓｍａｒｔの印字ヘッドから選択される、印字ヘッドから修正される。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、Ｄｅｓｋｊｅｔ １０００の印字ヘッド、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３０００の印字ヘッド、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３０５０Ａの印字ヘッド（一体型（ａｌｌ−ｉｎ−Ｏｎｅ））、ＤｅｓｋＪｅｔ（オリジナル）、ＤｅｓｋＪｅｔ Ｐｌｕｓ、ＤｅｓｋＪｅｔ Ｐｏｒｔａｂｌｅ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ２００ｃｃｉ、ＤｅｓｋＪｅｔ ３００ｊ、Ｓｈｅｅｔｆｅｅｄｅｒを備えるＤｅｓｋｊｅｔ ３１０／３１０、Ｓｈｅｅｔｆｅｅｄｅｒを備えるＤｅｓｋｊｅｔ ３２０／３２０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３４０／３４０ｃｂｉ／３４０ｃｍ／３４０ｃｖ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３５０ｃ／３５０ｃｂｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４００／４００Ｌ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４２０／４２０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４５０ｃｂｉ／４５０ｖｃｉ／４５０ｗｂｔ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４６０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４６０ｃｂ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４６０ｗｆ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ４６０ｗｂｔ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５００／５００ｃ／５００ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５０５ｄ／５０５ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５１０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５２０、ＤｅｓｋＪｅｔ ５２５ｑ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５４０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５５０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５６０ｃ／５６０ｊ／５６０ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６００／６００ｃ／６００ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６１０ｃ／６１０ｃｌ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６１２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６３０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６３２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６４０ｃ／６４０ｕ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６４２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６４８ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６５６ｃ／６５６ｃｖｒ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６６０ｃ／６６０ｃｓｅ／６６０ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６７０ｃ／６７０ｋ／６７０ｔｖ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６７２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６８０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６８２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９２ｃ／６９２ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９３ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９４ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９５ｃ／６９５ｃｃｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９７ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ７１０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ７１２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ７２０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ７２２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８１０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８１２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８１５ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８２０ｃｓｅ／８２０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８２５ｃ／８２５ｃｖｒ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８３０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８３２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８４０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８４１ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８４２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８４３ｃ／８４３ｃｘｅ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８４５ｃ／８４５ｃｖ／８４５ｃｖｒ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８５０ｃ／８５０ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８５５ｃ／８５５ｃｓｅ／８５５ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８７０ｃｓｅ／８７０ｃｘｉ／８７０ｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８８０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８８２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８９０ｃ／８９０ｃｓｅ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ８９５ｃｓｅ／８９５ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９１６ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９２０ｃ／９２０ｃｖｒ／９２０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９３０ｃ／９３０ｃｍ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９３２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９３４ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９３５ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９４０ｃ／９４０ｃｖｒ／９４０ｃｗ／９４０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９４８ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９５０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９５２ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９５５ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９５７ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９５９ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９６０ｃ／９６０ｃｓｅ／９６０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９７０ｃｓｅ／９７０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９８０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９９０ｃｍ／９９０ｃｓｅ／９９０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９９５ｃ／９９５ｃｋ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １０００ｃｓｅ／１０００ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １１００ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １１２０ｃ／１１２０ｃｓｅ／１１２０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １１２５ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １１８０ｃ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １２００ｃ／１２００ｃ／ＰＳ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １２２０ｃ／１２２０ｃ／ＰＳ／１２２０ｃｓｅ／１２２０ｃｘｉ、Ｄｅｓｋｊｅｔ １２８０、Ｄｅｓｋｊｅｔ １６００ｃ／１６００ｃｍ／１６００ｃｎ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３３２０／３３２２／３３２３ ３３２５、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３４２０／３４２５／３４５０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３５２０／３５３５／３５５０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３６２０／３６４５／３６４８／３６５０／３６５３、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３７４０／３７４３／３７４４／３７４５／３７４７／３７４８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３８１０／３８１６／３８２０／３８２２／３８４３／３８４５／３８４７／３８４８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ３９１０／３９１５／３９１８／３９２０／３９３０／３９３８／３９４０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５１４５／５１５０／５１５５／５１６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５４２０ｖ／５４４０／５４４２／５４４３、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５５５０／５５５１／５５５２、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５６５０／５６５０ｗ／５６５２／５６５５、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５７４０／５７４３／５７４５／５７４８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５８５０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ５９４０／５９４３、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６１２２／６１２７、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６５２０／６５４０／６５４３／６５４８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６６２０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６８３０ｖ／６８４０／６８４３／６８４８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９４０／６９８０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９８８、Ｄｅｓｋｊｅｔ ６９８８ｄｔ、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９３００、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９６５０／９６７０／９６８０、Ｄｅｓｋｊｅｔ ９８００／９８００ｄ、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ１４５５、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ１５２０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ１５６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２４００、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２４３０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２４６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２５３０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２５４５、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２５６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ２６６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ４１６０、Ｄｅｓｋｊｅｔ Ｄ４２６０、ＤｅｓｋＪｅｔ Ｆ３８０（一体型）、ＤｅｓｋＪｅｔ Ｆ４１００シリーズ（一体型）、ＤｅｓｋＪｅｔ Ｆ４２００シリーズ（一体型）、またはＤｅｓｋＪｅｔ Ｆ４５８０（一体型）から選択される修正された印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、修正されたＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（ＨＰ）Ｄｅｓｋｊｅｔ ５００のサーマルインクジェット式印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、修正されたカスタム印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、バイオプリンティングのために生成されたカスタム印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、修正されたレーザー印字ヘッドである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、少なくとも１つのノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、少なくとも５つのノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、先端当たり（ｐｅｒ ｔｉｐ）約６−２０のノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、１０、１２または１６のノズルを含む。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、約５、約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、約９５、または約１００のノズルを含む。幾つかの実施形態では、ノズルの直径は、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約２５μｍ、約３０μｍ、約３５μｍ、約４０μｍ、約４５μｍ、約５０μｍ、約５５μｍ、約６０μｍ、約６５μｍ、約７０μｍ、約７５μｍ、約８０μｍ、約８５μｍ、約９０μｍ、約９５μｍ、約１００μｍ、約１０５μｍ、約１１０μｍ、約１１５μｍ、約１２０μｍ、約１２５μｍ、約１３０μｍ、約１３５μｍ、約１４０μｍ、約１４５μｍ、または約１５０である。幾つかの実施形態では、ノズルの直径は、約１２０μｍである。幾つかの実施形態では、ノズルの直径は、約１２０μｍ未満である。幾つかの実施形態では、ノズルの直径は、１２０μｍを超える。幾つかの実施形態では、ノズルは、ノズルの１列で配列される。幾つかの実施形態では、ノズルは、ノズルの１列で配列されない。幾つかの実施形態では、ノズルは、ノズルの２列で配列される。幾つかの実施形態では、ノズルは、ノズルの約３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０列で配列される。幾つかの実施形態では、ノズルは、ノズルの１０、１２または１６の２列で配列される。幾つかの実施形態では、ノズルの各列は、同じノズルの数を有する。幾つかの実施形態では、ノズルの１つ以上の列は、１つ以上の他の列とは異なるノズルの数を有する。幾つかの実施形態では、列の長さは、列のＹ軸として記載される。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの列における印刷ノズル間のＹ軸間隔は、約５マイクロメーターと約５００マイクロメーターの間である。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの列における印刷ノズル間のＹ軸間隔は、約５マイクロメーターと約２００マイクロメーターの間、約５マイクロメーターと約１００マイクロメーターの間、約５０マイクロメーターと約２００マイクロメーターの間、約１マイクロメーターと約５０マイクロメーターの間、または約２００マイクロメーターと約４００マイクロメーターの間である。幾つかの実施形態では、ノズルの列における印刷ノズル間のＹ軸間隔は、約２００マイクロメーターと約４００マイクロメーターの間である。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの行の間の間隔は約５マイクロメーターおよび約５００マイクロメーターの間にある。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの列間の間隔は、約５マイクロメーターと約２００マイクロメーターの間、約５マイクロメーターと約１００マイクロメーターの間、約５０マイクロメーターと約２００マイクロメーターの間、約１マイクロメーターと約５０マイクロメーターの間、または約２００マイクロメーターと約４００マイクロメーターの間である。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの列間の間隔は、約２００マイクロメーターと約４００マイクロメーターの間である。２列に配列された１０のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル間のＹ軸間隔は、約２０ｄｐｉ、約３０ｄｐｉ、約４０ｄｐｉ、約６０ｄｐｉ、約７０ｄｐｉ、約８０ｄｐｉ、約９０ｄｐｉ、約１００ｄｐｉ、約１１０ｄｐｉ、約１２０ｄｐｉ、約１３０ｄｐｉ、約１４０ｄｐｉ、約１５０ｄｐｉ、約１６０ｄｐｉ、約１７０ｄｐｉ、約１８０ｄｐｉ、約１９０ｄｐｉ、約２００ｄｐｉ、約２５０ｄｐｉ、または約３００ｄｐｉである。２列に配列された１０のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル
間のＹ軸間隔は、約１５０ｄｐｉである。幾つかの実施形態では、列間の間隔は、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、約２６０μｍ、約２８０μｍ、約３００μｍ、約３２０μｍ、約３４０μｍ、約３６０μｍ、約３８０μｍ、約４００μｍ、約４２０μｍ、約４５０μｍ、または約５００μｍである。
実施形態では、列間の間隔は、約３４０μｍである。２列に配列された１２のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル間のｙ軸間隔は、約２０ｄｐｉ、約３０ｄｐｉ、約４０ｄｐｉ、約６０ｄｐｉ、約７０ｄｐｉ、約８０ｄｐｉ、約９０ｄｐｉ、約１００ｄｐｉ、約１１０ｄｐｉ、約１２０ｄｐｉ、約１３０ｄｐｉ、約１４０ｄｐｉ、約１５０ｄｐｉ、約１６０ｄｐｉ、約１７０ｄｐｉ、約１８０ｄｐｉ、約１９０ｄｐｉ、約２００ｄｐｉ、約２５０ｄｐｉ、または約３００ｄｐｉである。２列に配列された１２のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル間のｙ軸間隔は、約１８０ｄｐｉまたは１４１μｍである。幾つかの実施形態では、列間の間隔は、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、約２６０μｍ、約２８０μｍ、約３００μｍ、約３２０μｍ、約３４０μｍ、約３６０μｍ、約３８０μｍ、約４００μｍ、約４２０μｍ、約４５０μｍ、または５００μｍである。幾つかの実施形態では、列間の間隔は、約３００μｍである。２列に配列された１６のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル間のｙ軸間隔は、約２０ｄｐｉ、約３０ｄｐｉ、約４０ｄｐｉ、約６０ｄｐｉ、約７０ｄｐｉ、約８０ｄｐｉ、約９０ｄｐｉ、約１００ｄｐｉ、約１１０ｄｐｉ、約１２０ｄｐｉ、約１３０ｄｐｉ、約１４０ｄｐｉ、約１５０ｄｐｉ、約１６０ｄｐｉ、約１７０ｄｐｉ、約１８０ｄｐｉ、約１９０ｄｐｉ、約２００ｄｐｉ、約２５０ｄｐｉ、約３００ｄｐｉ、約３２０ｄｐｉ、約３４０ｄｐｉ、約３６０ｄｐｉ、約３８０ｄｐｉ、約４００ｄｐｉ、約４５０ｄｐｉ、または約５００ｄｐｉである。２列に配列された１６のノズルの幾つかの実施形態では、ノズル間のｙ軸間隔は、約３００ｄｐｉまたは８４μｍである。幾つかの実施形態では、列間の間隔は、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、約２６０μｍ、約２８０μｍ、約３００μｍ、約３２０μｍ、約３４０μｍ、約３６０μｍ、約３８０μｍ、約４００μｍ、約４２０μｍ、約４５０μｍ、または約５００μｍである。幾つかの実施形態では、列間の間隔は、約２３０μｍである。図３を参照すると、幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、印刷ノズルの構成を含む。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの構成は、並行な印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、構成は、非並行な印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、構成は、集約型印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、構成は、分岐型印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、印刷ノズルは、基材を超える高さで、または基材に位置する。幾つかの実施形態では、高さは、印字ヘッドを動かさずに、印刷ノズルおよび基材の近接を増加または減少させるように変更される。幾つかの実施形態では、構成は、印刷ノズルの高さがすべて同じ平面にある印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、構成は、印刷ノズルの高さがすべて同じ平面にない印刷ノズルを含む。幾つかの実施形態では、１つ以上の構成は、組み合わされる。幾つかの実施形態では、印刷ノズルの構成は、印刷ノズルを含み、ここで印刷ノズルの方向はモジュールである（ｍｏｄｕｌｌａｒ）。幾つかの実施形態では、印刷ノズルは、約２ピコリッターから約２２０ピコリッターの間の、印字ヘッドから噴出されたバイオインクの滴下容量を可能にする。幾つかの実施形態では、バイオインク液滴は、約１ｐＬ、約２ｐＬ、約５ｐＬ、約１０ｐＬ、約１５ｐＬ、約２０ｐＬ、約２５ｐＬ、約３０ｐＬ、約３５ｐＬ、約４０ｐＬ、約４５ｐＬ、約５０ｐＬ、約５５ｐＬ、、約６０ｐＬ、約６５ｐＬ、約７０約７５ｐＬ、約８０ｐＬ、約８５ｐＬ、約９０ｐＬ、約９５ｐＬ、約１００ｐＬ、約１０５ｐＬ、約１１０ｐＬ、約１１５ｐＬ、約１２０ｐＬ、約１２５ｐＬ、約１３０ｐＬ、約１３５ｐＬ、約１４０ｐＬ、約１４５ｐＬ、約１５０ｐＬ、約１５５ｐＬ、約１６０ｐＬ、約１６５ｐＬ、約１７０ｐＬ、約１７５ｐＬ、約１８０ｐＬ、約１８５ｐＬ、約１９０ｐＬ、約１９５ｐＬ、約２００ｐＬ、約２５０ｐＬ、約３００ｐＬ、約５００ｐＬ、または約１ｎＬである。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、少なくとも約１００ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度を有する。幾つかの実施形態では、印字ヘッドは、少なくとも約１５０ｄｐｉ、少なくとも約２００ｄｐｉ、少なくとも約３００ｄｐｉ、少なくとも約４００ｄｐｉ、少なくとも約５００ｄｐｉまたはそれ以上、あるいは約１０００ｄｐｉ以上の解像度を有する。幾つかの実施形態では、印刷ノズルは、約１０００Ｈｚ、約１２００Ｈｚ、約１４００Ｈｚ、約１６００Ｈｚ、約１８００Ｈｚ、約２０００Ｈｚ、約２２００Ｈｚ、約２４００Ｈｚ、約２６００Ｈｚ、約２８００Ｈｚ、約３０００Ｈｚ、約３２００Ｈｚ、約３４００Ｈｚ、約３６００Ｈｚ、約３８００Ｈｚ、約４０００Ｈｚ、約４２００Ｈｚ、約４４００Ｈｚ、約４６００Ｈｚ、約５０００Ｈｚ、約５２００Ｈｚ、約５４００Ｈｚ、約５６００Ｈｚ、約５８００Ｈｚ、または約６０００Ｈｚの周波数で発射する。

本明細書には、特定の実施形態において、患者の組織欠損内での組織またはその部分の直接的な製造の方法が開示され、該方法は、ｉ）印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを組織欠損の近接内に位置付ける工程；およびｉｉ）細胞を含むバイオインクを組織欠損上に噴出させて、組織欠損中に製造された組織を生成する工程を含む。組織欠損上へと直接プリントする利点は、限定されないが、ｉ）事前の製造、保管、または輸送の必要性を排除すること；ｉｉ）操作された（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）組織を、あらゆる形状またはサイズの欠損に完全に適合させるようにカスタマイズする能力を提供すること；ｉｉｉ）手術中に生成されている組織のタイプまたは量を変える能力；ｉｖ）生細胞と同様に人工および天然のスキャフォールドを組み合わせる能力；およびｖ）新しくプリントされた組織の宿主組織への直接的な統合を可能にすること、を含む。幾つかの実施形態では、患者は、やけど患者、アスリートまたは切断患者である。幾つかの実施形態では、患者は、高齢者個人、幼児または若者である。幾つかの実施形態では、患者は、臓器移植を必要としている。幾つかの実施形態では、臓器移植を必要としている患者は、眼、心臓、肺、胃、腸、結腸、膀胱、膵臓、ひ臓、子宮、卵巣、前立腺、筋肉、骨、動脈、血管、甲状腺、肝臓、または腎臓を必要としている。幾つかの実施形態では、患者は、自己免疫性疾患、心血管障害、自己貪食性障害（ａｕｔｏｐｈａｇｅａｌ ｄｉｓｏｒｄｅｒ）または神経変性障害を患う。幾つかの実施形態では、神経変性障害は、パーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症（ルー・ゲーリッグ病）、または黄斑変性から選択される。幾つかの実施形態では、自己免疫性疾患は、多発性硬化症、脳脊髄炎、肝炎、内耳疾患、末梢神経疾患、または膵臓炎から選択される。幾つかの実施形態では、患者は、脳損傷、組織変性、癌、関節炎、変形性関節症、痛風、虫歯、または潰瘍を患う。幾つかの実施形態では、被験体は、骨関節炎を患う。幾つかの実施形態では、患者は、ヒトである。幾つかの実施形態では、患者は、非ヒトの獣医患者である。さらなる実施形態では、非ヒトの獣医患者は、所有者、介護者、救助者、または獣医の保護下にある。またさらなる実施形態では、非ヒトの獣医患者は、限定しない例として、珍しい動物の獣医、大動物の獣医、家畜の獣医、野生動物の獣医、実験動物の獣医、食用動物の獣医およびウマの獣医にかかった患者を含む。またさらなる実施形態では、非ヒトの獣医患者は、限定しない例として、無脊椎動物、魚類、両生動物、爬虫類、鳥類、および哺乳動物として分類される患者を含む。幾つかの実施形態では、製造された組織は、耳、眼、角膜、鼻、脳、洞、歯、骨、軟骨、皮膚、食道、気管、胸腺、甲状腺、心臓、血管、大動脈、動脈、肺、横隔膜、リンパ節、胸部、乳頭、胃、腸、結腸、直腸、膵臓、ひ臓、膀胱、腎臓、肝臓、卵巣、子宮、膣、前立腺、陰茎、子宮頚部、脂肪、皮膚、軟骨、骨格筋、平滑筋、またはそれらの部分の中にある。幾つかの実施形態では、組織欠損は、維管束組織、骨軟骨組織、表皮組織、筋組織、腸組織、神経組織、生殖組織、膵臓組織、眼組織、耳、眼、角膜、鼻、脳、洞、歯、骨、軟骨、皮膚、食道、気管、胸腺、甲状腺、心臓、血管、肺、横隔膜、リンパ節、胸部、乳頭、胃、腸、結腸、直腸、膵臓、ひ臓、膀胱、腎臓、肝臓、卵巣、子宮、膣、前立腺、陰茎、子宮頚部、脂肪、骨格筋、平滑筋、または皮膚から選択される組織または臓器中にまたはその上に位置する。幾つかの実施形態では、皮膚は、頭、顔、頚部、肩、胸、腕、手、背中、尻、脚、足くび、または足上に位置する。幾つかの実施形態では、方法は、関節における組織欠損を処置する工程をさらに含む。幾つかの実施形態では、関節は、頚部、肩、背中、脊柱、胸、腕、手、肘、手首、指、脚、足くび、足、臀部または膝に位置する。幾つかの実施形態では、関節は、膝に位置する。幾つかの実施形態では、方法は、組織欠損を処置する工程をさらに含み、ここで組織欠損は、出産時欠損または先天性欠損を含む。幾つかの実施形態では、組織欠損は、損傷の結果である。幾つかの実施形態では、損傷は、筋骨格外傷、スポーツによる損傷、自動車事故、感染または腫瘍が原因である。幾つかの実施形態では、方法は、組織欠損を処置する工程をさらに含み、ここで組織欠損は、損傷した組織、腐食した組織、病変した組織、または退化した組織から選択される。幾つかの実施形態では、損傷した組織は、やけど、剥離、裂傷、病変、破損、骨折、挫傷、血腫、引っ掻き傷、切り傷、穿刺、感染、腫瘍、凍傷、過用、または壊死によって損傷を受けた組織から選択される。幾つかの実施形態では、方法は、組織欠損の特徴づけをさらに含む。幾つかの実施形態では、方法は、組織欠損の、Ｘ線、ＣＡＴ／ＣＴスキャン、ＰＥＴスキャン、ＭＲＩ、超音波、サーモグラフィー、内視鏡検査、放射線撮影、または生検を含む。幾つかの実施形態では、方法は、手術の前の組織欠損の調製をさらに含む。幾つかの実施形態では、組織欠損の調製は、抗生物質または麻酔剤による、組織の除去、放射、滅菌、洗浄、処置を含む。

実施例１：２次元アレイの印字ヘッドを用いる組織のプリンティング
骨軟骨プラグ（Ｏｓｔｅｏｃｈｏｎｄｒａｌ ｐｌｕｇｓ）を、プリンティング用の基材として機能させるために無菌状態下でウシの大腿顆から採取する。プラグを、１０％の子ウシ血清を補足したＤＭＥＭ中で培養する。精製したポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ、３４００ＭＷ）を、１０％および２０％の重量／容積（ｗ／ｖ）の終末濃度まで、ＰＢＳまたは脱イオン水中で溶解する。代替的に、ＰＥＧＤＭＡを、テトラヒドロフラン中に溶解し、窒素下で一晩、トリエチルアミンの存在下で塩化メタクリロイルと反応させる。光開始剤Ｉ−２９５９を、０．０５％ｗ／ｖの終末濃度まで加え、細胞適合性の光開始条件（ｃｙｔｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を得る。ヒトの関節軟骨細胞を、５×１０^６細胞／ｍＬの濃度で濾過滅菌したＰＥＧＤＭＡ溶液中に懸濁する。

主要なヒトの軟骨細胞の単離
健康なヒトの関節軟骨を、リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）ですすぎ、滅菌する。滅菌したメスを用いて、無菌状態下で大腿顆および脛骨のプラトーから関節軟骨を切除する。採取した軟骨サンプルを、刻み、１５分間３７℃で０．５ｍｇ／ｍＬのトリプシンで処理する。トリプシン溶液を除去した後に、軟骨組織を、３７℃で１２時間から１６時間、５％のウシ胎仔血清を有するＤＭＥＭ中で２ｍｇ／ｍＬのタイプＩＶのクロストリジウムのコラゲナーゼによって消化する。放出されたヒトの関節軟骨細胞を、１Ｘのペニシリン−ストレプトマイシン−グルタミン（ＰＳＧ）を補足したＤＭＥＭで３回洗浄し、細胞生存率を測定する。単離した軟骨細胞を、単層での膨張のために１フラスコ当たり５００万細胞でＴ１７５組織培養フラスコへと播種し、１０％の子ウシ血清および１ＸのＰＳＧを補足したＤＭＥＭ中で培養する。細胞を、５％のＣＯ_２を含有している加湿空気によって３７℃でインキュベートする。培養培地を、４日ごとに変更する。８０％乃至９０％のコンフルエンスが達成される（一次培養中に１乃至２週）ときに、ヒト軟骨細胞は使用される（例えばバイオプリントされる）準備が整う。バイオプリンティングに使用される細胞はすべて、第１または第２の継代である。

１平方インチ当たり３００のドットまたはノズルの２次元の印字ヘッドを有するバイオプリンティングのプラットフォームを、基材から１乃至２ｍｍの距離に設定する。モールドの軟骨欠損の形状およびサイズを有するパターンを、Ａｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐを使用して設計し、層ごとにプリントして、３次元の構築物を作成する。プリントした細胞ヒドロゲル構築物を、１Ｘのインスリン−トランスフェリン−セレニウム、０．１ｍＭのアスコルビン酸２−リン酸塩、１．２５ｍｇ／ｍｌのヒト血清アルブミン、１０−７Ｍのデキサメタゾン、１ＸのＰＳＧ、および１０ｎｇ／ｍＬのＴＧＦ−β１を補足したＤＭＥＭで培養し、軟骨細胞の軟骨形成表現型を維持する。

本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され記載されているが、このような実施形態が、ほんの一例として提供されることは当業者に明白となるであろう。多数の変更、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく、当業者によって想到されるであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代替案が、本発明を実行する際に利用されることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義するものであり、これらの特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内の方法および構造が、それによって包含されることが意図される。

Claims (53)

1. 少なくとも１つのバイオインク層を含むバイオインク構築物をプリントする方法であって、
   ｉ）印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッドを、基材の近くにまたは基材に接して位置付ける工程、および、
   ｉｉ）印刷ノズルを介して基材上にバイオインクを噴出し、バイオインク層を形成する工程であって、バイオインク構築物が少なくとも１つのバイオインク層を含む、工程、
   を含む、方法。
2. バイオインク構築物は複数のバイオインク層を含む、請求項１に記載の方法。
3. バイオインク構築物のプリンティングは、印字ヘッドの動作を必要としない、請求項１に記載の方法。
4. 印刷ノズルは、個々の液滴をプリントするように独立して制御および作動される、請求項１に記載の方法。
5. 印刷ノズルは同時に発射される、請求項１に記載の方法。
6. 印刷ノズルは指定された順序で発射される、請求項１に記載の方法。
7. バイオインクは、複数の細胞、細胞間マトリックスの成分、細胞材料、細胞成分、成長因子、ペプチド、タンパク質、合成分子、合成ポリマー、またはその組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
8. 複数の細胞は、軟骨細胞、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、骨髄細網組織繊維芽細胞、非上皮繊維芽細胞、周皮細胞、骨原性細胞、骨芽細胞、破骨細胞、角化細胞、毛根細胞、毛幹細胞、毛母細胞、外分泌上皮細胞、ホルモン分泌細胞、上皮細胞、神経細胞または感覚細胞、光受容細胞、筋細胞、細胞間マトリックス細胞、血球、心臓血管細胞、内皮細胞、腎臓細胞、肝細胞、膵細胞、免疫細胞、幹細胞、生殖細胞、ナース細胞、間質細胞、星細胞、およびその前駆体から選ばれた細胞を含む、請求項７に記載の方法。
9. 複数の細胞は、軟骨細胞、結合組織繊維芽細胞、腱繊維芽細胞、骨髄細網組織繊維芽細胞、非上皮繊維芽細胞、周皮細胞、骨原性細胞、骨芽細胞、破骨細胞、およびその前駆体から選ばれた細胞を含む、請求項７に記載の方法。
10. 複数の細胞は軟骨細胞を含む、請求項７に記載の方法。
11. バイオインクは、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールマクロマー、アルギン酸塩、マトリゲル、ＩＩ型コラーゲン、ヒアルロナンまたはコンドロイチン硫酸、あるいはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
12. 基材上でバイオインクを重合する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 印刷ノズルを介してバイオインクを噴出し、バイオインクを同時に重合する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 印刷ノズルを介してバイオインクを噴出し、バイオインクを連続して重合する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
15. 組織欠損上でバイオインク構築物をプリントする工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
16. 組織欠損は、損傷した組織、侵食した組織、病変組織、または退化した組織から選ばれる、請求項１５に記載の方法。
17. 組織欠損は、皮膚、骨、筋肉、神経、脳、目、膵臓、脾臓、軟骨、甲状腺、脂肪、洞、食道、腎臓、心臓、肺、腸、胃、結腸、直腸、胸、卵巣、子宮、頚部、前立腺、膀胱、または肝臓から選ばれた組織にある、請求項１５に記載の方法。
18. 組織欠損は、血管の欠損、骨軟骨の欠損、表皮の欠損、筋肉の欠損、腸の欠損、神経細胞の欠損、生殖の欠損、膵臓の欠損、または目の欠損から選ばれる、請求項１５に記載の方法。
19. 組織欠損は骨軟骨の欠損を含む、請求項１５に記載の方法。
20. 骨軟骨の欠損は、膝関節、股関節、肘関節、肩関節、手首関節、脊椎関節、指関節、足首関節、または足関節から選ばれた関節にある、請求項１９に記載の方法。
21. 骨軟骨の欠損は膝関節にある、請求項１９に記載の方法。
22. バイオインク構築物は生きた組織である、請求項１に記載の方法。
23. 必要としている個体上または個体内でバイオインク構築物をプリントする工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
24. 制御装置と印字ヘッドを含むシステムであって、印字ヘッドは印刷ノズルの２次元アレイを含む、システム。
25. 制御装置は印字ヘッドを制御する、請求項２４に記載のシステム。
26. 制御装置は携帯型であるかまたは取り付け可能である、請求項２４に記載のシステム。
27. 制御装置は、温度、背圧、１つのノズル当たりの滴下、滴下速度の度数、使用されるノズルの数、および、発射エネルギー、またはその組み合わせから選ばれた印字ヘッドのパラメーターを制御する、請求項２５に記載のシステム。
28. 制御装置は、プリンティングの解像度、粘性、細胞濃度、生理的な温度、および速度を制御する、請求項２５に記載のシステム。
29. 制御装置は発射エネルギーを制御する、請求項２５に記載のシステム。
30. 発射エネルギーはパルスエネルギー、パルス幅、パルス間の間隙の長さ、および電圧を含んでいる、請求項２９に記載のシステム。
31. 制御装置は制御装置の先端を含む、請求項２５に記載のシステム。
32. 制御装置の先端は少なくとも１つの印字ヘッドを含んでいる、請求項３１に記載のシステム。
33. 印刷ノズルの２次元アレイを含む印字ヘッド。
34. 印字ヘッドは印刷ノズルの列を含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。
35. 印字ヘッドは少なくとも５つのノズルを含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。
36. 印字ヘッドは約６−２０のノズルを含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。
37. 印刷ノズルの列の印刷ノズル間の間隔は、約５マイクロメートル乃至約２００マイクロメートル、約５マイクロメートル乃至約１００マイクロメートル、約５０マイクロメートル乃至約２００マイクロメートル、約１マイクロメートル乃至約５０マイクロメートル、または約２００マイクロメートル乃至約４００マイクロメートルの間である、請求項３４に記載の印字ヘッド。
38. 印字ヘッドは印刷ノズルの２つの列を含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。
39. 印刷ノズルの２つの列の間の距離は、約５マイクロメートル乃至約５００マイクロメートルの間である、請求項３８に記載の印字ヘッド。
40. 印刷ノズルの２つの列の間の距離は、約２００マイクロメートル乃至約４００マイクロメートルの間である、請求項３９に記載の印字ヘッド。
41. 印刷ノズルの２つの列の各列は１０の印刷ノズルを含む、請求項３８に記載の印字ヘッド。
42. 印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約１６９μｍである、請求項４１に記載の印字ヘッド。
43. 印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約３４０μｍである、請求項４２に記載の印字ヘッド。
44. 印刷ノズルの２つの列の各列は１２の印刷ノズルを含む、請求項３８に記載の印字ヘッド。
45. 印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約１４１μｍである、請求項４４に記載の印字ヘッド。
46. 印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約３００μｍである、請求項４５に記載の印字ヘッド。
47. 印刷ノズルの２つの列の各列は１６の印刷ノズルを含む、請求項３８に記載の印字ヘッド。
48. 印刷ノズルの２つの列の各列の印刷ノズル間の間隔は、約８４μｍである、請求項４７に記載の印字ヘッド。
49. 印刷ノズルの２つの列の間の間隔は約２３０μｍである、請求項４８に記載の印字ヘッド。
50. 印刷ノズルの２次元アレイでの印刷ノズルは、約２ピコリッター乃至約２２０ピコリッターの間の滴下容量を可能にする、請求項３３に記載の印字ヘッド。
51. 印字ヘッドは、少なくとも約１０ｄｐｉ、少なくとも約５０ｄｐｉ、少なくとも約７５ｄｐｉ、少なくとも約１００ｄｐｉ、少なくとも約１２５ｄｐｉ、少なくとも約１５０ｄｐｉ、少なくとも約２００ｄｐｉ、少なくとも約３００ｄｐｉ、少なくとも約４００ｄｐｉ、少なくとも約５００ｄｐｉ以上、または約１０００ｄｐｉ以上の解像度をプリントする、請求項３３に記載の印字ヘッド。
52. 印字ヘッドは、１インチ当たり少なくとも約１００ドット（ｄｐｉ）の解像度を含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。
53. 印字ヘッドは温度制御装置をさらに含む、請求項３３に記載の印字ヘッド。