利用擴散機制在生物打印結構內部建立特定空間梯度的方法，主要分為兩個方面：
1. 形成形態發生素梯度
形態發生素的作用：形態發生素是能夠誘導細胞響應的訊號分子，常用於生物打印結構中，以指導細胞行為和表型。
直接打印形態發生素梯度：目前，大多數生物打印研究都集中在直接打印形態發生素梯度，但利用擴散機制生成形態發生素梯度具有更大的潛力。
擴散生成連續梯度：透過在打印結構內部設計特定的擴散模式，可以生成連續的形態發生素梯度，而無法透過逐層打印直接生成。
形態發生素梯度的套用：在神經引導管中，可以生成神經生長因子 (NGF) 和膠質細胞來源的生長因子 (GDNF) 的空間梯度，分別引導感覺神經元和 Schwann 細胞的遷移。
分化因子的區域擴散：透過在打印結構的不同區域封裝分化因子，並利用擴散機制將其釋放到周圍細胞中，可以引導不同區域的細胞進行特定的分化。
2. 形成其他生物分子梯度
生物分子梯度的套用：除了形態發生素梯度，還可以透過擴散機制在打印結構內部生成其他生物分子梯度，例如骨形態發生蛋白-2 (BMP-2) 和轉化生長因子-β3 (TGF-β3) 的梯度，以誘導軟骨細胞和骨細胞的分化。
孔隙率梯度：透過打印具有不同孔隙率的層狀支架，並利用擴散機制使骨形態發生蛋白在孔隙率較高的區域優先擴散，可以誘導後期的成骨分化。
微生物交互作用：透過在打印結構中封裝不同型別的微生物，並利用擴散機制使中間代謝產物在微生物顆粒之間擴散，可以增強結構的生物學功能。
總結
利用擴散機制在生物打印結構內部建立特定空間梯度可以為細胞行為提供精確的指導，並可以用於制造具有復雜生物學功能的結構。
參考文獻
Cai B, et al. Diffusion-Based 3D Bioprinting Strategies. Adv Sci (Weinh). 2024 Feb;11(8):e2306470.
