麻省理工学院（MIT）的研究团队开发出一种名为MagMix的磁力驱动混合平台，可直接集成到标准挤出式3D生物打印机中。该方案解决了长时间打印任务中因重力导致细胞沉降的长期难题。研究显示，这款紧凑的模块化系统能在45分钟的连续打印过程中，跨12个连续打印的组织结构保持细胞均匀分布，且无需改变生物墨水配方或对现有设备进行永久性硬件改造。

技术原理与设计优化
挤出式3D生物打印是组织工程中广泛应用的技术，通过喷嘴逐层沉积载有细胞的水凝胶生物墨水。此前，细胞在挤出注射器内因重力沉降的问题常导致多重障碍：细胞分布均匀性下降、喷嘴堵塞风险增加，以及组织构建结果出现批次间差异，这限制了临床转化应用的可重复性。

MagMix通过在挤出注射器内部安装螺旋桨，由外部连接Arduino Nano微控制器的伺服电机驱动磁铁，产生垂直往复运动以维持打印过程中的生物墨水持续搅动。研究团队迭代优化了三种螺旋桨结构，利用COMSOL Multiphysics软件进行计算流体动力学模拟以预测粒子分布，并通过实验验证设计方案。最终，第三种带有螺旋延伸结构以覆盖注射器锥形末端的桨叶设计，实现了注射器横截面最均匀的粒子分布。

实验验证与应用潜力
使用MagMix打印的结构在连续12次打印中均保持一致的细胞活性和密度，而未混合的对照组则出现渐进性细胞损失并多次发生需要人工干预的喷嘴堵塞事件。团队还评估了三种搅拌速度对细胞活性的影响：低速下细胞活性为90.1%，中速为82.1%，高速降至65.5%，因此后续实验选用较低两档速度。

MagMix平台采用低成本3D打印部件制造，其中接触生物墨水的螺旋桨使用生物相容性Vero ContactClear树脂打印。该系统设计兼容多种注射器尺寸及商用或定制挤出式生物打印机，为组织工程和再生医学研究提供了可重复、高效率的打印解决方案。