JP2022550054A - 三次元印刷された臓器、デバイス、およびマトリックス - Google Patents

Abstract

【解決手段】三次元臓器およびオルガノイドのバイオプリンティングのための方法およびシステムが本明細書で提供される。さらに、免疫学的産物および／または免疫応答の生成および／または評価で使用される、バイオプリンティングされた三次元臓器およびオルガノイドが本明細書で提供される。さらに、三次元細胞外マトリックスをバイオプリンティングするための方法およびシステムも本明細書で提供される。【選択図】図２Ｃ

Description

相互参照
本出願は、２０１９年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／９０７，４８８号の利益を主張するものであり、この文献は全体として参照によって組み込まれる。

細胞生物学、マイクロ流体工学、工学、および三次元印刷の分野における著しい進歩にもかかわらず、従来の手法は、現在に至るまで、ヒトの臓器を構築するのに必要な厚い組織を供給かつ支持する機能性キャピラリーを再形成することができなかった。現在まで、組織工学におけるこのような手法は、恒久的な血管新生を達成するために組織工学デバイスへの血管の内部成長に依存している。この戦略は、膀胱壁置換などの非常に薄い組織、または、脈管構造が機能することを必要としない骨置換などの組織である、一部の組織では機能している。しかし、現在の組織工学技術は、肝臓、腎臓、厚皮、および心臓を含む大型の重要な臓器などの複合組織の作成には至っていない。大型の組織は、小さめの組織サブユニットの組織化と考えられることもあり、例えば、腎臓は数十万のネフロンユニットで構成され、肺の機能ユニット、例えば、肺胞腔は、７０～８０平方メートル（ｍ^２）の組み合わせた表面積を有しているが、１つの細胞壁、すなわち、５～１０マイクロメートル（μｍ）の厚みしかない。現行の組織印刷方法は、３００マイクロメートル（μｍ）よりも厚い組織を支持するのに必要な細かい微小血管系を再生成できないだけでなく、臓器機能に必要な構造的配向およびニッチへと細胞を組織化することもできない。

抗体は、免疫応答中にＢ細胞によって産生および分泌されたタンパク質である。抗体は潜在的な感染因子に対する高い結合特異性と親和性を備えることもあり、ゆえに、これを用いて、他のタンパク質、ウイルス、細菌、化学物質－タンパク質の組み合わせ、または炭水化物分子に結合し、および、これを単離させ、その効果を中和あるいは改変することもできる。これにより、抗体は、病原体からの保護、および、感染性またはそうでなければ病理学的な因子またはタンパク質の単離または中和において、貴重なタンパク質となる。加えて、抗体を用いて、他のタンパク質間相互作用の破壊あるいは増強のいずれかによる修飾によって、食作用のオプソニン作用によって、免疫応答を再配向して、免疫認識と病原性因子または病理学的因子の破壊の可能性を大幅に増大させることもある。

Ｂ細胞が高親和性または高アビディティ抗体を産生するためには、親和性成熟と呼ばれる複数工程プロセスが必要とされる。親和性成熟中に、Ｂ細胞受容体（ＢＣＲ）に遺伝学的な変化が現われる。こうした遺伝学的な変化の後に、試行錯誤（ｇｕｅｓｓ－ａｎｄ－ｃｈｅｃｋ）の進化のようなプロセスが生じる。これは、高い結合強度が補助細胞とのより多くの接触をもたらし、陽性の生存シグナルを与える、競合的なプロセスである。補助細胞としては、限定されないが、Ｔ細胞、Ｂ細胞、単球、マクロファージ、樹状細胞、ナチュラルキラー細胞などが挙げられる。ヌルＢＣＲ再構成は、親和性成熟のプロセスを終了させ、それは、追加の正のフィードバックを提供することができるそれ自体のＢＣＲの抗原または架橋結合を示す補助細胞から、生存シグナルをもはや受け取らない。したがって、高親和性のＢＣＲ再構成とランダム突然変異は、Ｂ細胞の正のフィードバックを与え、Ｂ細胞***、より多くの受容体再構成、およびより多くのランダム突然変異を促し、その一方で、低親和性のＢＣＲ再構成は細胞死またはアネルギーを引き起こすこともある。この試行錯誤順での数ラウンドの選択後、高親和性Ｂ細胞は差次的に生き残り、形質細胞へと移行する。形質細胞は血流で循環して大量の抗体を分泌することで、免疫応答を促進する。親和性成熟はほとんどが、数日間にわたってリンパ節器官で生じる。

リンパ節は、網状のネットワーク内の免疫細胞、主としてＢ細胞、Ｔ細胞、および濾胞樹状細胞（ＦＤＣ）の大きな集合物からなる。リンパ節は、細胞の互いに対する近接度を増大させることによって完全なスケールでの免疫応答に必要とされる広範囲の細胞間の相互作用を可能にする。Ｂ細胞受容体再構成は補助細胞の第２の生存シグナルにより支持される。これらの近接度に基づく細胞間相互作用は、リンパ節内で見られる特定の三次元（３Ｄ）時空間配置を要求するか、あるいはこの特定の三次元（３Ｄ）時空間配置によって大幅に改善される。

細胞の三次元細胞運動と時空間配置は、外部または内部の刺激の細胞分化と細胞応答を含む、複数の細胞ベースのプロセスにとって必要不可欠である。Ｂ細胞の親和性成熟中に、物理的に関与する免疫細胞は、図１６に示されるように、リンパ節を、分割Ｂ細胞（例えば、暗領域）、無***Ｂ細胞（例えば、明領域）、および支持的な補助細胞を含む領域に分ける。免疫細胞の区画化とその後の活性化中の再構成は、高親和性抗体の適切な発達に関するこの組織化への依存を示す。Ｂ細胞は、親和性成熟の間、図１７に示されるように、他の細胞やコラーゲン網をゆっくりと動きながらリンパ節の区画間を移動する。本開示は、有限細胞区画化を有する他の細胞型を含むリンパ器官またはオルガノイドが、限定されないが、抗体の生成を含む目的のために作成され得るように、１ミリメートル、１ミクロン、または１サブミクロンの分解能での細胞含有コラーゲン網の非毒性の印刷プロセスを開示している。

抗原負荷またはオルガノイドの予防接種後のデノボの合成組織中の抗原特異的抗体の開発は、機能的な細胞間相互作用と、数日間、数週間、数か月間にわたって複雑な細胞間相互作用を支持することができる機能的な反応組織とを示唆している。

抗体は、癌、自己免疫疾患、および、感染症を含む多くの疾患状態に関連する生物学的因子の標的化、中和、および／または、オプソニン化における高い効果と万能性ゆえに、治療目的に活用されている。しかしながら、治療用途または研究用途のための抗体の発見と産生のための現在の方法は、時間がかかるうえに高価である。抗体産生の標準的な方法は、動物、しばしば、免疫応答を示した後にＢ細胞を収集するために抗原を注入されて放血されるマウスまたは他のげっ歯類、ウサギ、トリ、ウマ、またはヒト以外の霊長類の使用を必要とする。（例えば、治療目的のために）ヒト標的に対する使用を意図してこの方法によって産生された抗体はさらに面倒なヒト化工程を必要としており、これは、ヒトに対する安全性または有効性を保証することなく、標的の結合親和性を変えることもある。ファージディスプレイなどの他の方法は、あらかじめ定められた抗体ライブラリ、または、所望のタンパク質の複数の選択方法と結び付いた配列のセットを使用する。多くの場合、これらのライブラリは固有の配列または高親和性の配列をもたらさない。さらに、タンパク質のあらかじめ定められた群として、それらは、新規な感染因子に対応する能力をもたらさないこともある。我々の技術は、（ａ）抗体発見のための動物モデルに依存していること、および（ｂ）ヒトに由来するハイスループットモデルを使用して、高親和性の固有の抗体を産生する能力がないことの両方の問題を解決する。

記載された方法は、限定されないが、白色光、青色光、緑色光、および、任意の波長の単一光子または複数光子のレーザー源を含む、光源の使用を含んでいる。光は二次元または三次元で投影されてもよい。

二次元（２Ｄ）投影は、物質の重合が起こることがあらかじめ決められている特定の領域にのみ置かれた光を有する、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）または空間光変調器（ＳＬＭ）を用いて単一の軸面の二次元投影によって達成される。

三次元投影は、使用時、参照により本明細書に組み込まれる、一般的に発明されたＭＵＬＴＩ－ＰＨＯＴＯＮ ＴＩＳＳＵＥ ＰＲＩＮＴＩＮＧという表題の米国仮特許出願第６２／４６９，９４８号に開示されるように、直列の２光調節システムの使用を介して光のホログラフィック投影によって達成されることもある。生体材料の重合は、細胞足場のための材料のバイオプリントでの使用について記載および実施されてきた。本明細書に記載される方法は、重合が生じる際に細胞を封入するための重合化可能な材料を含む浴槽へと光源を投影する工程を含む。比較して、代替的な培地内重合ベースの組織工学アプローチは、後に細胞を播種され得る３Ｄ足場を生成するために光の投影を用いる。播種よりもむしろ重合工程の間に細胞を封入することは、細胞を置く精度を増大させ、重合空間内で達成され得る分解能は、標準的な単一光子光源ではなく二光子光源を使用することによりさらに増大する。重合を引き起こすための二光子光源の使用は、細胞に対する光の毒性を排除するか、大幅に減少させ、かつ、細胞の生存率と増殖を改善するために印刷の速度を上げる。多光子と単一光子のレーザー方法は、達成可能な分解能と、大きなまたは複雑な構造を印刷することができる速度の観点から、押出印刷よりも優れている。代替的に、長い波長の光子は細胞に対する損傷を減らすために使用されることもあれば、および／または、さほど強くない光あるいは短い光曝露時間が使用されることもある。加えて、あらかじめ決められた重合パターンでの光源のホログラフィック投影による三次元での同時印刷は、印刷時間を大幅に減少させ、光曝露あるいはインキュベータの外側での時間の結果、細胞に対するストレスも減少させる。

創傷閉鎖、ステントなどでの傷あて、癒合、または、骨と皮膚を含む組織の融合のために最も一般的に使用されている医療デバイスは、生物学的に不活性な材料から作製される。これらの材料の多くは経時的に溶けることもあるが、その多くが手術後、長年にわたって永続的な特徴のまま残ることもあれば、合併症を誘発したり、あるいは、治癒プロセスを妨害したりすることもある。

外科的な創傷閉鎖または組織修復のために使用される複数の高度な材料および医療デバイスは、創傷の治癒または閉塞に有益であり得る幹細胞または他の細胞型を導入するために、三次元押出印刷後に細胞播種される。しかしながら、生物学的に不活性な材料への細胞播種では、細胞の生存率が低く、生存プロファイルも低いため、有益な細胞の送達は不完全である。

組織の治癒または機能の改善を促すための組織インプラントはしばしば、酸素、栄養素、および廃棄物について２００－３００マイクロメートルの拡散限界に違反しない細胞懸濁注射液または小型デバイスの形態であるか、ほとんどの場合、細胞を含まない。さらに、組織インプラントには、印刷材料を再造形して印刷材料内で成長する可能性のある、所定の位置で印刷された細胞が含まれておらず、インプラント環境に組み込むことができる機能的な組織インサートの開発にとって大きな障害となっている。

再造形可能である細胞を含む医療デバイスの工学、および、埋め込まれたデバイス内での成長は、印刷解像度によって限定され、押出印刷、高分解能押出印刷の細胞毒性、および印刷後に３Ｄ印刷医療デバイスに細胞を導入するための技術で使用され得る構造的に弾性の生体材料を欠いている。加えて、高複雑度デバイスの三次元押出印刷は遅く、単一の印刷サイクルを完了するためにしばしば数時間または数日間かかる。これにより、オンデマンドの細胞含有デバイスの製造とスケールアップを成し遂げることは困難である。

本開示は、細胞を含有する構造および材料をバイオプリントする目的で光波面成形と呼ばれる技術を駆使してホログラフィー光投影によって可能となった三次元リソグラフィーの開発と使用について記載している。細胞を含有する構造および材料は、完全に生体適合性である一方で、引っ張り強さ、せん断および圧縮力抵抗、圧縮性、あるいは手術手技、特異化、ならびに天然の組織および臓器構造との適合性を可能にする他の特性などの構造的特性を維持するために具体的に設計される。生体材料の硬化あるいは重合は、三次元空間の特定の時点で印刷材料による光またはレーザーの相互作用によって開始されてもよい。印刷材料は、モノマーである生体材料と、非細胞毒性であるが光または特定の波長の光に反応するドープ剤または作動剤との両方を含む。埋め込まれた細胞あるいは閉じ込められた細胞を含有して印刷された生体適合性デバイスまたは構造は、限定されないが、組織機能の回復、または増強、または交換などの目的で、あらかじめ決められた部位に細胞を送達するために用いられる埋め込みデバイスの再造形および分解または吸収を可能にする。

一態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）ポリマー前駆体を含む培地に第１の光線を向ける工程であって、培地中の３Ｄオブジェクトの少なくとも一部に対応するホログラフィック投影を生成し、培地の一部を硬化させて、３Ｄオブジェクトの少なくとも一部を生成する、工程と、（ｂ）培地に第２の光線を向ける工程であって、培地の残りの部分の少なくとも一部を硬化させる、工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、第１の光線は多光子光線である。いくつかの実施形態では、多光子光線は二光子光線である。いくつかの実施形態では、第２の光線は単一光子光線である。いくつかの実施形態では、第１の光線と第２の光線は、実質的に同時に培地に向けられる。いくつかの実施形態では、第１の光線と第２の光線は、同じ光路を通って培地内に向けられる。いくつかの実施形態では、第１の光線と第２の光線は、同じ光学素子を通して培地内に向けられる。いくつかの実施形態では、光学素子は、位相変調器および／または振幅変調器である。いくつかの実施形態では、位相変調器および／または振幅変調器は、デジタルマイクロミラーデバイスである。いくつかの実施形態では、位相変調器および／または振幅変調器は、空間光変調器である。

別の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）少なくとも１つのポリマー前駆体を含む培地内で、３Ｄオブジェクトの第１の部分に対応する第１の３Ｄ投影を生成する工程であって、第１の３Ｄ投影が、複数の点の実質的に同時のホログラフィックアレイを含む、工程と、（ｂ）（ａ）と実質的に同時に、３Ｄオブジェクトの少なくとも１つの追加の部分に対応する少なくとも１つの追加投影を生成する工程であって、第１の投影と少なくとも１つの追加投影が、培地内に３Ｄオブジェクトを形成する、工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、第１の投影と少なくとも１つの追加投影は、構成要素の同じセットに沿って投影される。いくつかの実施形態では、構成要素の同じセットは、同じ対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、第１の投影と少なくとも１つの追加投影は、異なる構成要素のセットに沿って投影される。いくつかの実施形態では、異なる構成要素のセットは、第１の３Ｄ投影に垂直な投影を生成してもよい。いくつかの実施形態では、異なる構成要素のセットは、第１の３Ｄ投影に平行な投影を生成してもよい。いくつかの実施形態では、異なる構成要素のセットは、共通の光軸を共有しない。いくつかの実施形態では、異なるセットの構成要素は、１つ以上の異なる焦点距離の対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、培地は回転している。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、回転している。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、少なくとも１つの追加投影を生成するように構成された１つ以上の光学素子の回転によって回転する。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加投影は、同時に投影される。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影と少なくとも１つの追加投影は、最初は同時である。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、第１の３Ｄ投影の前に止められる。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影と少なくとも１つの追加投影は、順次的である。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影は、少なくとも１つの追加投影の後に投影される。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加投影は、付加的および除去的な製造方法の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、培地内でオブジェクトの形状を生成する。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影は、オブジェクトの形状から材料を除去する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、５個の追加投影を含む。いくつかの実施形態では、第１の３Ｄ投影は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの追加投影は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を含んでいる、培地チャンバを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）複数の細胞の少なくとも１つの部分集合、および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーを含む、三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイド（ｌｙｍｐｈｏｉｄ ｏｒｇａｎｏｉｄ）の少なくとも一部を形成するべく、コンピュータメモリ中の３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、三次元（３Ｄ）投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へと、少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を晒す工程とを含む。

いくつかの実施形態では、上記条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を、抗原に晒すことを含む。いくつかの実施形態では、上記方法はさらに、（ｄ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程を含む。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および、涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部のポリマーは、ネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間あるいは細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

他の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）複数の細胞を含むマトリックスを含む三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）１つ以上の免疫タンパク質を産生するために３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。

いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程であって、第１の培地が第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体を含む、工程と、（ｂ）三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドの第１の部分を形成するべく培地チャンバ中の第１の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータメモリ中の三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）培地チャンバ内に第２の培地を提供する工程であって、第２の培地が第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、第２の複数の細胞が第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである、工程と、（ｄ）３Ｄリンパ系オルガノイドの第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、および、（ｅ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分を晒す工程を含む。

いくつかの実施形態では、上記条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分を、抗原に晒すことを含む。いくつかの実施形態では、上記方法はさらに、（ｆ）３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程を含む。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤から選択される。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および、涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部のポリマーは、ネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間あるいは細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

他の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞を含むマトリックスを含む三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）１つ以上の免疫タンパク質を産生するために３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を含む、培地チャンバを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）複数の細胞の少なくとも１つの部分集合、および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーを含む、三次元（３Ｄ）の細胞含有マトリックスの少なくとも一部を形成するべく、コンピュータメモリ中の３Ｄの細胞含有医療デバイスを印刷するためのコンピュータ命令に従って、３Ｄ投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へと、少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、および、（ｃ）対象中に３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合糸、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、あるいはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン類、ケモカイン類、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症薬、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

別の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）複数の細胞を含む３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程と、（ｉｉ）対象中で３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程を含む。

いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合糸、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、あるいはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン類、ケモカイン類、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症薬、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程であって、第１の培地が第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体を含む、工程と、（ｂ）３Ｄ細胞含有マトリックスの第１の部分を形成するべく培地チャンバ中で第１の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータメモリ中の３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）培地チャンバ内に第２の培地を提供する工程であって、第２の培地が第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、第２の複数の細胞が第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである、工程と、（ｄ）３Ｄ細胞含有マトリックスの第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｅ）対象中で３Ｄ細胞含有マトリックスの第１の部分と第２の部分を位置づける工程を含む。

いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合糸、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、あるいはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン類、ケモカイン類、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症薬、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞を含む３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程であって、第１の複数の細胞が第２の複数の細胞とは異なる、工程と、（ｉｉ）対象中で３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程を含む。

いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合糸、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、あるいはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン類、ケモカイン類、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症薬、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、上記システムは、（ａ）複数の細胞と１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を含むように構成された培地チャンバ、（ｂ）培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源、および（ｃ）上記少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み、上記１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取り、（ｉｉ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示し、および、（ｉｉｉ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を晒す、ように個別にまたは集合的にプログラムされている。

いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を、抗原に晒すことを含む。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、上記システムは、（ａ）第１の複数の細胞と第１の複数のポリマー前駆体を含む第１の培地を含むように構成された培地チャンバ、（ｂ）培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源、および、（ｃ）少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み、１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取ること、（ｉｉ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべく第１のポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第１の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示すること、（ｉｉｉ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第２の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示することであって、第２の培地が第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、第２の複数の細胞が第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである、こと、および、（ｉｖ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分を晒すことを行うように個別にまたは集合的にプログラムされている。

いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも第１の部分と第２の部分を、抗原に晒すことを含む。

別の態様では、本開示は、ヒト免疫タンパク質の集団を産生する方法を提供し、上記方法は、三次元リンパ系オルガノイドをバイオプリントするために多光子レーザーバイオプリンティングシステムを使用する工程、ヒト免疫タンパク質の集団の産生を刺激するために三次元リンパ系オルガノイドを抗原に晒す工程と、および、三次元リンパ系オルガノイドからヒト免疫タンパク質の集団を抽出する工程を含む。

別の態様では、本開示は、ヒト免疫タンパク質の集団を産生する方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を提供する工程と、（ｂ）基材上に培地の少なくとも１つの層を堆積させる工程と、（ｃ）（ｉ）複数の細胞の少なくとも部分集合と、（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたバイオゲルとを含む３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するために、培地の少なくとも１つの層をエネルギー源に晒す工程と、および、（ｄ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を晒す工程を含む。

いくつかの実施形態では、上記条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を、抗原に晒すことを含む。いくつかの実施形態では、上記方法はさらに、（ｄ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程を含む。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象からのものである。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびその部分集合、エフェクターＴ細胞およびその部分集合、ＣＤ＋８Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびその部分集合、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびその部分集合、マクロファージおよびその部分集合、白血球およびその部分集合からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、培地は、光重合開始剤、架橋剤、コラーゲン、ヒアルロン酸および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート（ａｌｇｉｎａｔｅ）、ゼラチン、寒天、あるいはこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、エネルギー源は、レーザー、熱源、光源、あるいはこれらの任意の組み合わせである。

本開示は、多光子励起源の空間的光変調を使用した細胞含有構造の急速な生成のための方法およびシステムを提供する。いくつかの実施形態では、細胞含有構造は、多層の血管組織、細胞含有デバイス、あるいは細胞含有材料であってもよい。この手法を使用して、細胞含有構造の急速な作成のための方法は、微小血管系などの機械的および／または生物学的な要素が埋め込まれた、細胞のサイズに特異的なネットを層状化することによって提供される。コラーゲン、または別の生物適合可能なあるいは不活性の物質のネットに含まれる細胞の堆積は、三次元（ホログラフィック）投影、二次元投影に基づき、および／またはｘ、ｙ、ｘ、ｚ、あるいはｙ、ｚなどの任意の平面軸における、急速で反復的なプロセスであり、多光子レーザー励起のスキャンと組み合わされてもよい。三次元スキャン、二次元スキャン、およびラスタースキャンは、完全な構造の急速な作成を達成するために様々な組み合わせで同時に使用されてもよい。レーザー投影のモード間での動的なシフトは、大きな視野で複雑な構造の急速な作成を可能にしつつ、マイクロメートル～ナノメートルの微細な分解能を維持する。この方法は、大きな（例えば、最大約５センチメートル（ｃｍ））の多層および小さな脈管構造（例えば、１－１０マイクロメートル（μｍ））の単細胞層の脈管構造の急速な作成を可能にする。

本開示は、複数の細胞型、サイズ、または複雑性では限定されない手法で組織が構築され得るように、二次元および／または三次元で複数の細胞型の層状化を可能にする。場合によっては、これは、例えば、レーザーによって提供され得るように、多光子（例えば、二光子）の励起光を使用して達成される。

本開示の別の態様は、１つ以上のコンピュータプロセッサによる実行に際し、上記または本明細書の他の場所に記載の方法のいずれかを実行する、機械実行可能コードを含む非一時的なコンピュータ可読培地を提供する。

本開示の別の態様は、１つ以上のコンピュータプロセッサと、それに連結されたコンピュータメモリとを備えたシステムを提供する。このコンピュータメモリは、１つ以上のコンピュータプロセッサによる実行に際して、上記または本明細書中の他の場所に記載される方法のいずれかを実行する機械実行可能コードを含む。

本開示の別の態様は、白色光、単一光子励起、あるいは二次元の連続する面または三次元ホログラムで投影された多光子レーザー励起を使用して、フォトリソグラフィによってリンパ器官とオルガノイドの生成をもたらす。リンパ節器官とオルガノイドは、コラーゲンまたは他の生体適合性材料から印刷されてもよい。活性な反応性の合成ヒト免疫組織は、本明細書に開示される方法によって生成されてもよい。免疫学的反応性組織は、本明細書に開示される方法によって生成されてもよい。本明細書に開示される方法によって生成された合成の免疫学的反応性組織は、生物個体の新規な生成物とクエリ免疫応答を開発するために使用されることがある。このアプローチを使用して、新規の抗体を迅速に生成するための方法は、最適な抗原にリンパ器官を晒すことと、抗体クローン選択と拡張の生理学的なプロセスを生じさせることによって提供される。本明細書に開示される方法によって生成された合成の免疫学的反応性組織は、９６ウェルプレートの単一のセットでの抗体産生のために数百の動物またはヒトの代替物に取って代わり、１回の献血から新規な抗体を作製するために使用されてもよい。本明細書に開示された方法によって産生された合成の免疫学的反応性の組織は、ハイスループットな手法で免疫システム反応の抗体ライブラリまたはクエリを生成する。本明細書に開示された方法によって産生された合成オルガノイドは、生物学的および／または非生物学的な薬物化合物または薬物の組み合わせを薬学的に試験することがある。

本開示の別の態様は、多光子および、または単一光子、または白色光リソグラフィーを用いて三次元印刷される、医療目的のための様々な細胞含有デバイスまたは材料を製造する方法を提供し、限定されないが、外科的創傷閉鎖および組織修復を含む。デバイスおよび材料は、縫合糸、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、ねじ、および、生きている対象での使用を意図された同様の構造類似構造を含んでもよい。こうしたデバイスおよび材料は、生きている対象に、幹細胞を含む細胞を送達することを可能にし、潜在的には、創傷治癒および／または組織修復を促進するか、あるいは、あらかじめ決められたやりかたで使用部位の細胞組成物を改変する。

本開示の別の態様は、生きている対象の自然発生機能を補足するために、天然の臓器およびオルガノイドの機能を複製する機能を含むあらかじめ決められた生理機能を備えた、多光子三次元印刷された細胞含有デバイスまたは構造の移植のための方法を提供する。この反復では、デバイスは、細胞の送達あるいは天然の構造または機能の再生を意図していないが、むしろ、天然の機能と組み合わせて、機能を増強または支援するにせよ、あるいは天然の組織機能を独立的に置き換えて作動させるにせよ、それ自体で組織の天然の機能を繰り返すことを目的としている。

本開示のさらなる態様および利点は、以下の詳細な説明から当業者に容易に明白となり、ここでは、本開示の例示的な実施形態のみが示され、説明されている。理解されるように、本開示は、他の実施形態および異なる実施形態においても可能であり、その様々な詳細は、そのすべてが本開示から逸脱することなく様々な明白な点で修正することができる。したがって、図面および説明は本来、例示的なものとしてみなされ、限定的なものであるとはみなされない。引用による組み込み

本明細書で言及される刊行物、特許、および特許出願はすべて、あたかも個々の刊行物、特許、または特許出願がそれぞれ参照により引用されるように具体的かつ個々に指示されるのと同じ程度にまで、参照により本明細書に引用される。

本発明の特徴および利点の理解は、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。
あらかじめ決められた組織の急速な多光子印刷のためのシステムの実施形態を例証する。 培地チャンバ内でのあらかじめ決められた組織の作成のステージの例を例証する。図２Ａは、第１の細胞群を含む培地を含有している培地チャンバを例証する。 培地チャンバ内でのあらかじめ決められた組織の作成のステージの例を例証する。図２Ｂは、第２の細胞群を含む培地を含有している培地チャンバを例証する。 培地チャンバ内でのあらかじめ決められた組織の作成のステージの例を例証する。図２Ｃは、培地への多光子レーザービームのパルスの送達を例証する。 培地チャンバ内でのあらかじめ決められた組織の作成のステージの例を例証する。図２Ｄは、細胞を含有する足場が培地を含む培地チャンバの底部に沿って印刷される実施形態を例証する。 レーザーシステムの様々な実施形態を例証する。図３Ａは、単一の多光子レーザー源を持つレーザーシステムの実施形態を例証する。 レーザーシステムの様々な実施形態を例証する。図３Ｂは、多数のレーザーラインを持つレーザーシステムの実施形態を例証する。 レーザーシステムの様々な実施形態を例証する。図３Ｃは、多数のレーザーライン、光電子増倍管（ＰＭＴ）、および対物レンズを含むレーザーシステムの実施形態を例証する。 印刷システムの様々な実施形態を例証する。図４Ａは、ビームエキスパンダ、光集束レンズ、追加のレーザー集束レンズを含み、およびアキシコンレンズまたはＴＡＧレンズを含まない、印刷システムの実施形態を例証する。 印刷システムの様々な実施形態を例証する。図４Ｂは、ビームエキスパンダ、光集束レンズ、追加のレーザー集束レンズ、およびアキシコンレンズまたはＴＡＧレンズを含む、印刷システムの実施形態を例証する。 印刷システムの様々な実施形態を例証する。図４Ｃは、周辺の細胞、および所定のＺ工程により印刷された結果として生じる構造を印刷するための、２Ｄ、ｘ、ｙシート、またはホログラム投影に対する単一のＳＬＭまたはＤＭＤを含むＺ工程投影印刷設定を例証する。 多光子組織印刷ヘッドの様々な実施形態を例証する。図５のＡは、単一の直立した対物レンズを含む多光子組織印刷ヘッドの実施形態を例証する。図５のＢは、構造を画像化するためにオプティックスを逆にした多光子組織印刷ヘッドの実施形態を例証する。 着脱自在の光ファイバーケーブルアクセサリの実施形態を例証する。図６Ａは、光ファイバーケーブルアクセサリおよび光ファイバーケーブルを例証する。 着脱自在の光ファイバーケーブルアクセサリの実施形態を例証する。図６Ｂは、あらかじめ決められた複合組織構造を印刷するために使用されている光ファイバーケーブルアクセサリを例証する。 印刷ヘッドオプティックスが少なくとも３つの対物レンズを含む実施形態を例証し、各対物レンズは単一の培地チャンバへと配向された光ファイバーケーブルアクセサリを含む。 印刷ヘッドオプティックスが少なくとも６つの対物レンズを含む実施形態を例証し、各対物レンズは、マルチウェルプレートの別のウェルなどの別の培地チャンバへと配向された光ファイバーケーブルアクセサリを含む。 印刷ヘッドとして機能する一連の対物レンズを有する印刷ヘッドオプティックスの実施形態を例証する。 レーザービーム投影を各ウェルに送達するためにＸおよびＹの方向にマルチウェルプレート上を移動するようにプログラムされた対物レンズを例証する。 本明細書で提供される方法を実施するようにプログラムまたは構成されるコンピュータ制御システムを示す。 時間収束（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）のない印刷システムの実施形態の光学コンポーネントおよび光路を例証する。 時間収束を伴う印刷システムの追加の実施形態の光学コンポーネントおよび光路を例証する。 時間収束のない印刷システムのまた別の実施形態の光学コンポーネントおよび光路を例証する。 光検出システムを例証する。 リンパ節における複数のタイプのリンパ球の区画化および組織化を例示しており、さらに標識された主要な構造と細胞型を備えた断面で描かれている。 Ｂ細胞が増殖する暗領域と、Ｂ細胞が抗原提示細胞と補助細胞に相互作用する明領域を含む、Ｂ細胞胚中心を例証する。 Ｂ細胞胚中心と胸腺様発達ニッチを例証する。図１８Ａは抗原に対応するＢ細胞胚中心を例証しており、ここで、Ｂ細胞は、高親和性抗体の発達のための成熟と選択のプロセスの一部として暗領域と明領域として知られている区画化された領域間を移動する。 Ｂ細胞胚中心と胸腺様発達ニッチを例証する。図１８Ｂは、Ｔ細胞が皮質様胸腺組織から骨髄様胸腺組織まで移動する際に、Ｔ細胞が一連の連続する工程で選択と成熟を経験する胸腺様発達ニッチを例証している。 免疫応答中に現われる細胞ニッチの形成および関連する細胞間相互作用を促す目的で設計された、リンパ節オルガノイドの様々な構造例を例証する。 非対称の涙滴形状で印刷され得るリンパ節オルガノイドまたはリンパ球含有器官を例証する。 リンパ節オルガノイドを構築する目的でリンパ球を含有するバイオゲルの層を堆積させる連続するプロセスを例証する。 印刷されたリンパ系オルガノイドにおけるジカ抗体生成試験の酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）結果を示す。 本明細書に開示される方法によって生成された三次元印刷されたリンパ節オルガノイドの顕微鏡画像を示す。Ｔ細胞領域は、Ｔ細胞と支持的な補助細胞の混合物とを含む組織の領域を示す。Ｂ細胞領域は、Ｂ細胞と支持的な補助細胞の混合物とを含む組織の領域を示す。 組織への溶解と取り込み、または、組織治癒の促進の両方のための細胞を含有する、ステープル、縫合糸、ステント、および、クリップの例を例証する。 細胞を含み得る３Ｄ印刷された骨吸収性のねじ、ピン、および移植片の例を例証する。 移植された細胞部位に最も近い細胞と細胞系との相互作用によって機能強化を果たす機能的な組織移植片の例を例証する。 格子構造に印刷された細胞を例証する。 ホログラフィック印刷によって封入されたヒトの多分化能性幹細胞に由来するインスリン産生細胞のクラスターを示す。図２８Ａは、増強された緑色蛍光タンパク質（ｅＧＦＰ）を発現する、封入された細胞のクラスターの画像を示す。 ホログラフィック印刷によって封入されたヒトの多分化能性幹細胞に由来するインスリン産生細胞のクラスターを示す。図２８Ｂは、封入された細胞によって生成されたヒトＣ－ペプチドの量に対応するグラフを示す。 ホログラフィック印刷によって封入されたヒトの多分化能性幹細胞に由来するインスリン産生細胞のクラスターを示す。図２８Ｃは、封入後５日目の、ｅＧＦＰを発現する封入された細胞の第１の画像を示す。 ホログラフィック印刷によって封入されたヒトの多分化能性幹細胞に由来するインスリン産生細胞のクラスターを示す。図２８Ｄは、封入後５日目の、ｅＧＦＰを発現する封入された細胞の第２の画像を示す。 ホログラフィック印刷によって封入されたヒトの多分化能性幹細胞に由来するインスリン産生細胞のクラスターを示す。図２８Ｅは、封入構造の画像を示す。 ホログラフィック印刷によって生成された生体適合性のマイクロステント構造を示す。図２９Ａは、マイクロステントの代表的なコンピュータで作成されたレンダリングを示す。 ホログラフィック印刷によって生成された生体適合性のマイクロステント構造を示す。図２９Ｂは、印刷されたマイクロステントの側面図の画像を示す。 ホログラフィック印刷によって生成された生体適合性のマイクロステント構造を示す。図２９Ｃは、印刷されたマイクロステントの断面図の画像を示す。 ホログラフィック印刷されたマイクロステントの圧縮性と弾力性の試験の画像を示す。図３０Ａは、固形表面に対するマイクロステントの反復的な圧縮を実証する一連の画像を示す。 ホログラフィック印刷されたマイクロステントの圧縮性と弾力性の試験の画像を示す。図３０Ｂは、マイクロステントの弾力性を実証する一連の画像を示す。 三次元のホログラフィック印刷されたマイクロメッシュネットワークを示す。図３１Ａは、マイクロメッシュネットワークのコンピュータで作成された画像を示す。 三次元のホログラフィック印刷されたマイクロメッシュネットワークを示す。図３１Ｂは、マイクロメッシュネットワークの画像を示す。 三次元のホログラフィック印刷されたマイクロメッシュネットワークを示す。図３１Ｃは、マイクロメッシュネットワークのクローズアップ画像を示す。 三次元のホログラフィック印刷されたマイクロメッシュネットワークを示す。図３１Ｄは、側方圧縮に供されたマイクロメッシュネットワークの一連の画像を示す。 三次元のホログラフィック印刷されたマイクロメッシュネットワークを示す。図３１Ｅは、ピンセットを用いて取り扱う間のマイクロメッシュネットワークの一連の画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ａは、Ｂ細胞、Ｔ細胞、および抗原提示細胞（ＡＰＣ）を含有している、印刷されたコラーゲンマトリックスの画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｂは、印刷されたコラーゲンマトリックス中のＢ細胞、Ｔ細胞、およびＡＰＣの混合細胞集団を表す画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｃは、印刷されたコラーゲンマトリックス中ではなく、組織培養ウェル中のＢ細胞、Ｔ細胞、およびＡＰＣの集団の画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｄは、抗原の添加後２４時間のＬＮＯと細胞のクラスターの画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｅは、抗原パルスの添加後７２時間の印刷されたリンパ節オルガノイドと細胞のクラスターの画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｆは、抗原の添加後１２０時間の印刷されたＬＮＯと細胞クラスターの画像を示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｇは、ＬＮＯによるインターロイキン－４（ＩＬ－４）の産生を表すグラフを示す。 印刷されたリンパ節オルガノイド（ＬＮＯ）とその機能の特徴づけの画像を示す。図３２Ｈは、ＬＮＯによるＩＬ－２の産生を表すグラフを示す。 印刷されたＬＮＯから精製されたヒト免疫グロブリン（ＩｇＧ）を示す。図３３Ａは、ＬＮＯ試料中のタンパク質の濃度を表すグラフを示す。 印刷されたＬＮＯから精製されたヒト免疫グロブリン（ＩｇＧ）を示す。図３３Ｂは、印刷されたＬＮＯ培地から単離された精製されたヒトＩｇＧを含有しているＳＤＳ－ＰＡＧＥゲルの画像を示す。 印刷されたＬＮＯから精製されたヒト免疫グロブリン（ＩｇＧ）を示す。図３３Ｃは、印刷されたＬＮＯ培地から単離された未精製のヒトＩｇＧを含有しているＳＤＳ－ＰＡＧＥゲルの画像を示す。 抗原負荷で使用された抗原を用いてヒトＩｇＧの反応性に関して試験された印刷されたＬＮＯ培地アリコートを示す。図３４Ａは、ＥＬＩＳＡを使用して試験された試料の４５０ナノメートル（ｎｍ）と５７０ｎｍでの吸光度を表すグラフを示す。 抗原負荷で使用された抗原を用いてヒトＩｇＧの反応性に関して試験された印刷されたＬＮＯ培地アリコートを示す。図３４Ｂは、特異抗原反応性のヒトＩｇＧの存在についてさらに分析されたサブクローン化された特有のハイブリドーマを表す２つのグラフを示す。 単一光子光源と多光子光源の同時投影の例を示す。 互いに非化学的に相互作用するニット（ｋｎｉｔｔｅｄ）プリント構造の例を示す。 第１の３Ｄ投影と少なくとも１つの追加投影が同一のコンポーネントを用いて形成される例である。 単一光子投影に対向する二光子投影の例である。 回転培地浴（ｒｏｔａｔｉｎｇ ｍｅｄｉａ ｂａｔｈ）を含む単一光子および二光子印刷を組み合わせたプロセスの例である。 組み合わされた印刷プロセスの例である。 光再利用スキームの例である。 ２通りに分割された３Ｄオブジェクトの２Ｄ投影の例である。 三次元クラスタリング動作の例である。

本発明の様々な実施形態が本明細書中に示され、記載されてきたが、そのような実施形態が一例として提供されているにすぎないことは当業者に明らかであろう。ここで、本発明から逸脱することなく、多数の変更、変化、および置換がなされることが、当業者によって理解され得る。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代案が利用され得ることを理解されたい。

定義
本明細書で使用される用語は、特別のケースだけを記載することを目的としており、本発明を制限することを意図していない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が他に明白に示していない限り、複数形を同様に含むことが意図されている。さらに、「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「有すること（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「とともに（ｗｉｔｈ）」という用語またはその変形が、詳細な記載および／または請求項のいずれかで使用される程度まで、そのような用語は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に類似した方法で含まれるように意図されている。

「約」または「およそ」という用語は、その増分を含む、約１０％、５％、または１％だけ、明示された量に近い量を指す。例えば、「約」または「およそ」は、特定の値を含み、かつ、その値の１０％以下からその値の１０％以上までの範囲を意味し得る。

「生体材料」という用語は一般的に、本明細書で使用されるように、化学的または生物学的な機能を果たすことができる任意の材料を指す。生体材料は、生物学的機能性組織、または機能性組織であり、生体力学的または生物学的な機能を果たすことができる、または、果たす、生体構造であってもよい生物学的機能性組織は、互いから拡散距離内にある細胞を含んでもよく、各細胞が毛細管または血管網構成成分の拡散距離内にあり、タンパク質機能の遂行を促進および／または阻害し、あるいはこれらの任意の組み合わせを行う少なくとも１つの細胞型を含む。生物学的機能性組織は、重要臓器などの組織または臓器の少なくとも一部であり得る。いくつかの例では、生体材料は、例えば、異なる治療剤を用いて多くの細胞または組織をスクリーニングすることによって薬剤開発を進行させることもある。

生体材料は、細胞などの１つ以上の他のタイプの材料を含む、高分子マトリックス、バイオゲル、ヒドロゲル、あるいは高分子足場などのマトリックスを含み得る。生体材料はリンパ器官とオルガノイドを含むことがある。生体材料は、初代細胞、細胞株、幹細胞、幹細胞株、分化した幹細胞、分化転換した幹細胞、自己由来細胞、同種異系細胞、多能性幹細胞、胚性幹細胞、人工多能性幹細胞、またはこれらの任意の組み合わせのヒトまたは動物源に由来することがある。生体材料は様々な形状、サイズ、または構成であってもよい。いくつかの例では、生体材料は、肉または肉の様な材料など、対象（例えば、動物）によって消費可能であってもよい。

「三次元印刷」（同様に、「３Ｄ印刷」）という用語は、一般的に、本明細書で使用されるように、３Ｄ部分（またはオブジェクト）を生成するためのプロセスまたは方法を指す。そのようなプロセスは、３Ｄ生体材料などの３Ｄ部分（またはオブジェクト）を形成するために使用され得る。

「エネルギービーム」という用語は、本明細書で使用されるように、エネルギーのビームを一般的に指す。エネルギービームは電磁エネルギーまたは電磁放射線のビームであり得る。エネルギービームは粒子ビームでもよい。エネルギービームは、光線（例えば、γ波、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波、または無線電波）でもよい。光線は、放射線誘導放出による光増幅（「レーザー」）によって提供され得るように、コヒーレント光線でもよい。いくつかの例では、光線はレーザーダイオードまたは多数のダイオードレーザーによって生成される。

本明細書で使用されるように、「同種異系」という用語は、複数の細胞が遺伝学的に同一でないドナーから得られることを指す。例えば、同種異系細胞はドナーから抽出され、遺伝学的に同一ではない別のレシピエントに戻される。

本明細書で使用されるように、「自己由来」という用語は、複数の細胞が遺伝学的に同一のドナーから得られることを指す。例えば、自己由来の細胞は患者から抽出され、同じ遺伝学的に同一の個体（例えば、ドナー）に戻される。

「多能性幹細胞」（ＰＳＣ）という用語は、本明細書で使用されるように、３つの胚層（例えば、内胚葉、中胚葉、および外胚葉）のすべての誘導体である様々な細胞型を適切な条件下で生成することができる細胞を指す。多能性幹細胞の定義には、ヒト胚性幹（ｈＥＳ）細胞、ヒト胚性生殖（ｈＥＧ）細胞；アカゲザル幹細胞、マーモセット幹細胞などの他の霊長類の胚性幹細胞などのヒト以外の胚性幹細胞；マウス幹細胞；人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣｓ）と同様に核移植技術によって作製された幹細胞を含む様々なタイプの胚性幹細胞が含まれている。

「胚性幹細胞」（ＥＳＣ）という用語は、本明細書で使用されるように、３つの胚葉（例えば、内胚葉、中胚葉、および外胚葉）への細胞の実質的な分化の前に胚盤胞に由来する多能性幹細胞を指す。ＥＳＣは、Ｈ９、Ｈ１、Ｈ７、またはＳＡ００２などの、市販の、または、確立された任意のＥＳＣ細胞株を含む。

「人工多能性幹細胞」または「ｉＰＳＣｓ」という用語は、本明細書で使用されるように、胚性幹細胞の多能性状態に類似する多能性状態へ再プログラムされた体細胞を指す。ｉＰＳＣの定義には、霊長類体細胞またはマウス体細胞である体細胞に由来するｉＰＳＣなどの、ヒトｉＰＳＣおよび非ヒトｉＰＳＣを含む様々な種類のｉＰＳＣが含まれている。

「エネルギー源」という用語は、本明細書で使用されるように、ファイバーレーザー、短パルスレーザー、またはフェムト秒パルスレーザーなどのレーザー；サーマルプレート、ランプ、オーブン、温水浴槽、細胞培養インキュベータ、加熱チャンバ、炉、あるいは乾燥炉などの熱源；白色光、赤外光、紫外線（ＵＶ）光、近赤外線（ＮＩＲ）光、可視光、あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源；超音波プローブ、ソニケーター、あるいは超音波洗浄機などの音響エネルギー源；マイクロ波源などの電磁放射線源；または、これらの任意の組み合わせを指す。

「バイオゲル」という用語は、本明細書で使用されるように、ヒドロゲル、生体適合性のヒドロゲル、ポリマーヒドロゲル、ヒドロゲルビーズ、ヒドロゲルナノ粒子、ヒドロゲル微小液滴、摂氏２５度（℃）で測定時に少なくとも約１０ｘ１０^－４パスカル秒（Ｐａ・ｓ）～約１００Ｐａ・ｓ以上までの粘度を備えた溶液、非ヒドロゲルビーズ、ナノ粒子、微粒子、ナノロッド、ナノシェル、リポソーム、ナノワイヤー、ナノチューブ、あるいはこれらの組み合わせを含むヒドロゲル；液体成分が水であるゲル；分解性のヒドロゲル；非分解性のヒドロゲル；吸収性のヒドロゲル；天然由来のポリマーを含むヒドロゲル；または、これらの任意の組み合わせを指す。

本開示は、三次元（３Ｄ）生体材料を印刷するための方法およびシステムを提供する。ある態様では、３Ｄ生体材料を印刷するための方法は、（ｉ）複数の細胞、および、（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を含む、培地チャンバを提供する工程を含む。次に、少なくとも１つのエネルギービームは、コンピュータメモリにおける３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令に従って、３Ｄ投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、培地チャンバにおける培地に向けられてもよい。これは、（ｉ）少なくとも２つの異なるタイプの複数の細胞の少なくとも部分集合を含む、複数の細胞の少なくとも部分集合、および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーを含む、３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成することができる。

本開示の方法およびシステムは、３Ｄ生体材料などの３Ｄオブジェクトの多層を同時に印刷するために使用されてもよい。そのような３Ｄオブジェクトは、ポリマー材料、金属、金属合金、複合材料、またはこれらの任意の組み合わせから形成され得る。いくつかの例では、３Ｄオブジェクトは、場合によっては、生体材料（例えば、１つ以上の細胞または細胞成分）を含む、ポリマー材料から形成される。場合によっては、３Ｄオブジェクトは、３Ｄオブジェクトの少なくとも一部を形成するべく重合および／または架橋結合を誘導するために、３Ｄ投影（例えば、ホログラム）としてエネルギービーム（例えば、レーザー）をポリマー材料の１つ以上の前駆体に向けることによって形成され得る。これは、３Ｄオブジェクトの多層を同時に形成するために使用されてもよい。

代替手段として、３Ｄオブジェクトは、例えば、金、銀、白金、タングステン、チタン、またはこれらの任意の組み合わせなどの、金属または金属合金から形成され得る。そのような場合、３Ｄオブジェクトは、例えば、金属または金属合金の粒子を含む粉末ベッドにエネルギービーム（例えば、レーザービーム）を向けることによって達成され得るように、金属粒子を焼結または融解することにより形成され得る。場合によっては、３Ｄオブジェクトは、粒子の焼結または融解を促進するために、３Ｄ投影（例えば、ホログラム）としてそのようなエネルギービームを粉末ベッドへ向けることにより形成され得る。これは、３Ｄオブジェクトの多層を同時に形成するために使用されてもよい。３Ｄオブジェクトは、グラフェンなどの有機材料から形成され得る。３Ｄオブジェクトは、シリコーンなどの無機材料から形成され得る。この場合、３Ｄオブジェクトは、例えば、有機材料および／または無機材料の粒子を含む粉末ベッドにエネルギービーム（例えば、レーザービーム）を向けることによって達成され得るように、有機粒子および／または無機粒子を焼結または融解することにより形成され得る。場合によっては、３Ｄオブジェクトは、有機粒子および／または無機粒子の焼結または融解を促進するために、３Ｄ投影（例えば、ホログラム）としてエネルギービームを粉末ベッドへ向けることにより形成され得る。

エネルギービーム浸透の深度は、ビーム波長と、所定の金属、金属合金、無機材料、および／または有機材料の電界との相互作用によって決定され得る。有機材料はグラフェンであり得る。無機材料はシリコーンであり得る。これらの粒子は、所定のエネルギービームとの強いまたは弱い相互作用を可能にするために、機能化されることもあれば、組み合わされることもある。

いくつかの例では、少なくとも１つのエネルギービームは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、１００、またはそれ以上のエネルギービームである。少なくとも１つのエネルギービームはコヒーレント光であるか、またはそれを含み得る。場合によっては、少なくとも１つのエネルギービームはレーザービームである。

少なくとも１つのエネルギービームは、画像または画像セットとして向けられてもよい。画像は経時的に固定されることもあれば、経時的に変えられることもある。少なくとも１つのエネルギービームは、映像として向けられてもよい。

コンピュータ命令は、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルまたは表現に対応し得る。コンピュータ命令はコンピュータモデルの一部であり得る。いくつかの実施形態では、コンピュータ命令は、３Ｄ生体材料に対応する画像のセットを含み得る。

少なくとも１つのエネルギービームは、ホログラフィック画像または映像として向けられてもよい。これは、例えば、多層にて（例えば、重合により）ポリマーマトリックスの形成を同時に誘導するために、培地における様々な点を少なくとも１つのエネルギービームに同時に晒すことを可能にすることができる。場合によっては、３Ｄ画像または映像は、例えば、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用して、異なる焦点で培地へと投影され得る。

コンピュータ命令は、例えば、少なくとも１つのエネルギービームの源への電力の適用（例えば、レーザーオン／オフ）など、３Ｄ生体材料の形成中に時間に応じて少なくとも１つのエネルギービームの１つ以上のパラメータの調整を含み、および／またはそれを指示することもある。そのような調整は、３Ｄ生体材料に対応する画像または映像（例えば、ホログラフィック画像または映像）に従って行われてもよい。代替的に、または、付加的に、コンピュータ命令は、３Ｄ生体材料が形成されるステージの位置の調整を含む、および／またはその調整を指示することもある。

場合によっては、３Ｄ生体材料の形成中またはその後に、複数の細胞の少なくとも部分集合の少なくとも一部は、少なくとも２つの異なるタイプの細胞を形成するために分化に晒されることもある。これは、例えば、薬剤に細胞を晒すか、または分化を引き起こす条件に細胞を晒すことによって、利用され得る。代替的に、または、付加的に、細胞は脱分化または細胞静止の誘導に晒されることがある。

本開示の別の態様は３Ｄ生体材料を印刷するための方法を提供し、上記方法は、第１の培地を含む培地チャンバを提供する。第１の培地は、第１の複数の細胞および第１のポリマー前駆体を含み得る。少なくとも１つのエネルギービームは、３Ｄ生体材料の第１の部分を形成するべく培地チャンバにおける第１の培地の少なくとも一部を晒すために、３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令に従って少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバにおける第１の培地に向けられてもよい。次に、第２の培地が培地チャンバに提供され得る。第２の培地は、第２の複数の細胞および第２のポリマー前駆体を含み得る。第２の複数の細胞は、第１の複数の細胞とは異なるタイプであり得る。次に、少なくとも１つのエネルギービームは、３Ｄ生体材料の少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバにおける第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバにおける第２の培地に向けられてもうよい。

本開示の他の態様では、３Ｄ生体材料を印刷するためのシステムは、少なくとも２つの異なるタイプの細胞を含む複数の細胞と１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含有するように構成された培地チャンバ、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源、および、上記少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み、上記１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように、および、（ｉｉ）３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされている。

他の態様では、３Ｄ生体材料を印刷するためのシステムは、複数の細胞と複数のポリマー前駆体を含む培地を含むように構成された培地チャンバ、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源、および、上記少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み、上記１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように、（ｉｉ）３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、および、（ｉｉｉ）３Ｄ生体材料の少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバにおける第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第２の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされており、ここで、第２の培地は第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、ここで、第２の複数の細胞は第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである。

本開示の別の態様では、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法は、１つ以上の前駆体から形成された材料を含む３Ｄオブジェクトを生成するために、１つ以上の前駆体を含む培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程を含んでもよく、ここで、少なくとも１つのエネルギービームは３Ｄオブジェクトに対応する３Ｄ投影として培地へ向けられる。

他の態様では、三次元（３Ｄ）生体材料を印刷するための方法は、少なくとも１つのエネルギービームを、３Ｄ生体材料の第１の部分と３Ｄ生体材料の第２の部分を生成するために、１）第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体とを含む第１の培地、および、２）第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体とを含む第２の培地に向ける工程を含むこともある。

別の態様では、本開示は、ヒト免疫タンパク質の集団を産生する方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞および（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体を含む培地を提供する工程と、（ｂ）基材上に培地の少なくとも１つの層を堆積させる工程と、（ｃ）（ｉ）複数の細胞の少なくとも部分集合と、（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたバイオゲルとを含む３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するために、培地の少なくとも１つの層をエネルギー源に晒す工程と、および、（ｄ）１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を晒す工程を含む。

図１を参照すると、あらかじめ決められた組織の急速な多光子印刷のためのシステム（１００）の実施形態が例証される。ここで、システム（１００）は、ソリッドモデルのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデリングシステム（１１２）によって駆動されるレーザー印刷システム（１１０）を含む。本実施形態では、ＣＡＤモデリングシステム（１１２）は、あらかじめ決められた組織および追加のパラメータのＣＡＤモデルに基づいて、レーザー印刷システム（１１０）を制御するコンピュータ（１１４）を含む。レーザー印刷システム（１１０）は、完全な部分または特定の部分においてあらかじめ決められた構造に一致するために培地チャンバ（１２２）へと多光子レーザービーム（１２０）の波形を投影する、多光子組織印刷ヘッド（１１８）と通信するレーザーシステム（１１６）を含む。多光子組織印刷ヘッド（１１８）は、培地チャンバ（１２２）内にＣＡＤモデル化組織の二次元および／または三次元の、ゆえに、ホログラフィック投影を提供するために、培地チャンバ（１２２）の側面および軸面において多光子レーザービーム（１２０）を送達する、少なくとも１つの対物レンズ（１２４）を含む。対物レンズ（１２４）は、水浸対物レンズ、空気対物レンズ、または油浸対物レンズでもよい。二次元および三次元のホログラフィック投影は、同時に生成され、かつレンズ制御によって異なる領域へと投影され得る。培地チャンバ（１２２）は、細胞、重合化可能な材料、および培養培地で構成された培地を含有している。重合化可能な材料は、生物適合性であり、溶解可能であり、場合によっては生物学的に不活性である、重合化可能なモノマー単位を含み得る。モノマー単位（またはサブユニット）は、生成される組織に特異的な細胞マトリックスおよび基底膜構造などの細胞含有構造を作製するために、多光子レーザービーム（１２０）に応じて重合し、架橋し、または反応し得る。モノマー単位は、マトリックスを形成するために重合および／または架橋し得る。場合によっては、重合化可能なモノマー単位は、あらかじめ決められた組織マトリックスに応じて、様々な割合の、限定されないが、エラスチンおよびヒアルロン酸を含む他の細胞外マトリックス構成成分とコラーゲンの混合物を含み得る。

細胞含有構造を作製するために使用される細胞外マトリックス構成成分の非限定的な例としては、プロテオグリカン、例えば、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、およびケラタン硫酸、非プロテオグリカン多糖、例えば、ヒアルロン酸、コラーゲン、およびエラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、ニドゲン、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。これらの細胞外マトリックス構成成分は、多光子励起により、または１つ以上の化学的なドープ剤の多光子励起により、直接誘導された架橋結合を促進するために、アクリラート、ジアクリラート、メタクリラート、シンナモイル、クマリン、チミン、または他の側鎖、あるいは化学的に反応性の部分で官能化され得る。場合によっては、光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーは、細胞含有構造を作製するために細胞外マトリックス構成成分と共に使用され得る。光重合性マクロマーの非限定的な例は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アクリラート誘導体、ＰＥＧメタクリラート誘導体、およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体を含み得る。いくつかの例では、細胞含有構造を作製するために使用されるコラーゲンは、原繊維性コラーゲン、例えば、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、およびＸ型のコラーゲン、ＦＡＣＩＴコラーゲン、例えば、ＩＸ、ＸＩＩ、およびＸＩＶ型のコラーゲン、短鎖コラーゲン、例えば、ＶＩＩＩおよびＸ型のコラーゲン、基底膜コラーゲン、例えば、ＩＶ型コラーゲン、ＶＩ型コラーゲン、ＶＩＩ型コラーゲン、ＸＩＩＩ型コラーゲン、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。

モノマー単位の特定の混合物は、重合されたバイオゲルの最終的な特性を変えるために作製され得る。このベースの印刷混合物は、合成され、かつ生体材料と合成材料のハイブリッドを含む哺乳動物組織に固有ではない他の重合性モノマーを含有することもある。混合物の一例は、約５０％ｗ／ｖのポリエチレングリコールジアクリラート（ＰＥＧＤＡ）を加えた約０．４％ｗ／ｖのコラーゲンメタクリラートを含み得る。重合を引き起こす光重合開始剤は、紫外線（ＵＶ）、赤外線（ＩＲ）、または可視光線範囲において反応性であり得る。こうした２つの光重合開始剤の例は、エオシンＹ（ＥＹ）とトリエタノールアミン（ＴＥＡ）であり、これらは、組み合わされると、可視光（例えば、約３９０～７００ナノメートルの波長）への露出に反応して重合することがある。光重合開始剤の非限定的な例は、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイン誘導体、ベンジケタール（ｂｅｎｚｉｋｅｔａｌｓ）、ヒドロキシアルキルフェノン、アセトフェノン誘導体、トリメチロールプロパントリアクリラート（ＴＰＴ）、アクリロイルクロライド、過酸化ベンゾイル、カンファーキノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、および２－ヒドロキシ－１－［４－（ヒドロキシエトキシ）フェニル］－２－メチル－１－プロパノンを含み得る。ヒドロキシアルキルフェノンは、４－（２－ヒドロキシエチルエトキシ）－フェニル－（２－ヒドロキシ－２－メチルプロピル）ケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）２９５）、１－ヒドロキシシクロヘキシル－１－フェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４）、および２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１）を含み得る。アセトフェノン誘導体は、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（ＤＭＰＡ）を含み得る。チオキサントンはイソプロピルチオキサントンを含み得る。

生体材料のモノマー単位の特定の混合物は、重合されたバイオゲルの最終的な特性を改変するために作製されることもあり、混合物の例は、約１ｍｇ／ｍＬのＩ型コラーゲン－メタクリラート、約０．５ｍｇ／ｍＬのＩＩＩ型コラーゲン、約０．２ｍｇ／ｍＬのメタクリル化ヒアルロン酸、約０．１％のエオシンＹ、および約０．１％のトリエタノールアミンを含み得る。

場合によっては、重合されたバイオゲルは、少なくとも約０．０１％の光重合開始剤を含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約１０％以上の光重合開始剤を含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約０．１％の光重合開始剤を含む。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約０．０１％～約０．０５％、約０．０１％～約０．１％、約０．０１％～約０．２％、約０．０１％～約０．３％、約０．０１％～約０．４％、約０．０１％～約０．５％、約０．０１％～約０．６％、約０．７％～約０．８％、約０．９％～約１％、約０．０１％～約２％、約０．０１％～約３％、約０．０１％～約４％、約０．０１％～約５％、約０．０１％～約６％、約０．０１％～約７％、約０．０１％～約８％、約０．０１％～約９％、または約０．０１％％～約１０％の光重合開始剤を含み得る。

重合されたバイオゲルは、約０．０５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、０．１％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．２％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．３％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．４％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．６％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．７％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．８％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約０．９％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．１％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．２％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．３％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．４％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．６％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．７％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．８％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１．９％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約２％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約２．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約３％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約３．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約４％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約４．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約５．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約６％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約６．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約７％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約７．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約８％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約８．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約９％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約９．５％の光重合開始剤を含み得る。重合されたバイオゲルは、約１０％の光重合開始剤を含み得る。

場合によっては、重合されたバイオゲルは、少なくとも約１０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９９％以上の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約５０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約１０％～約１５％、約１０％～約２０％、約１０％～約２５％、約１０％～約３０％、約１０％～約３５％、約１０％～約４０％、約１０％～約４５％、約１０％～約５０％、約１０％～約５５％、約１０％～約６０％、約１０％～約６５％、約１０％～約７０％、約１０％～約７５％、約１０％～約８０％、約１０％～約８５％、約１０％～約９０％、約１０％～約９５％、または約１０％～約９９％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。

場合によっては、重合されたバイオゲルは、約１０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約１５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約２０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約２５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約３０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約３５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約４０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約４５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約５０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約５５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約６０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約６５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約７０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約７５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約８０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約８５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９０％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９５％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９６％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９７％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９８％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。場合によっては、重合されたバイオゲルは、約９９％の光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーを含み得る。

二光子吸収は非線形であり、かつ、化学物質の単一光子吸収特性に基づいて正確に予測または算出することができない。光反応性の化学物質は、単一光子吸収の二倍または約二倍のピーク二光子吸収を有することもあれば、吸収スペクトルにおいてわずかに赤方偏移されることもある。ゆえに、９００ナノメートルまたは約９００ナノメートル～約１４００ナノメートルの波長は、重合反応の触媒、例えば、ＥＹまたはＴＥＡの混合を刺激することによるモノマー材料の重合のために使用され得る。単一波長重合はすべての構造要素の作成に十分であり得るが、印刷プロセスの速度をさらに上げるために、多波長が、同じ印刷装置を介して、かつ同じ印刷チャンバへと同時に利用されてもよい。

重合化可能なモノマー単位を、異なる吸収帯を含む触媒と事前に混合させるか、事前に反応させることで、培地チャンバ（１２２）内で異なる基材ベースの構造要素を同時に形成するための異なる波長での印刷を可能にすることもある。ゆえに、特定の構造要素は、特定の波長にレーザーの励起波長を合わせることにより生成され、その後、他の構造要素は、より高い効率で１つの物質ベースの重合を開始する異なる光重合開始剤に相互作用し得る異なる励起波長に、別のまたは同じレーザーを合わせることにより、既存の要素のまわりで生成され得る。同様に、異なる波長は異なる構造要素のために使用されてもよく、剛性の増加はある位置ではあらかじめ決められており、軟性または弾性の構造は他の位置であらかじめ決められている。重合化可能な材料の物理的性質が異なるため、単にレーザーの励起波長を電子的に合わせること、異なるレーザー間で切り替えること、または２つの異なる波長を同時に投影することによって、潜在的により剛性、軟性、または弾性の構造を、同じ細胞を用いる同じ印刷工程で作製することができる。

図２Ａ－図２Ｃは、培地チャンバ（１２２）内のあらかじめ決められた組織の生成のステージの例を例証する。図２Ａは、第１の細胞群、重合化可能な材料、および培養培地で構成された培地（１２６）を含有している培地チャンバ（１２２）を例証する。本実施形態では、多光子レーザービーム（１２０）のパルスは、あらかじめ決められた組織の血管構造物および微小血管系に対応するＣＡＤモデルに従い、培地（１２６）に送達され得る。いくつかの例では、第１の細胞群は、限定されないが、内皮細胞、微小血管内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、内皮の始原細胞、幹細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、血管細胞および／または微小血管細胞を含み得る。ゆえに、培地（１２６）の部分は、あらかじめ決められた組織の脈管構造および微小血管系を表す細胞を含む足場（１２８）を形成するように、重合、架橋、または反応することができる。その後、本実施形態では、培地（１２６）は、第１の細胞群および関連する培地を取り除くために、第１のポート（１３０ａ）、第２のポート（１３０ｂ）、第３のポート（１３０ｃ）、第４のポート（１３０ｄ）、および第５のポート（１３０ｅ）を介して排出され得る。いくつかの例では、培地チャンバ（１２２）は少なくとも１個のポートを含み得る。いくつかの例では、培地チャンバ（１２２）は、少なくとも１個のポートから最大で１００個のポートまでの複数のポートを含み得る。培地チャンバ（１２２）は少なくとも２個のポートを含み得る。培地チャンバ（１２２）は少なくとも３個のポートを含み得る。培地チャンバ（１２２）は少なくとも４個のポートを含み得る。培地チャンバ（１２２）は少なくとも５個のポートを含み得る。

図２Ｂを参照すると、培地チャンバ（１２２）は、ポート（１３０）を介して、第２の細胞群、重合化可能な材料、および培養培地を含有する培地（１２６）で充填されてもよい。この第２の細胞群は、既存の細胞を含む足場（１２８）のまわりに組織構造を生成するために使用され得る。いくつかの例では、細胞を含む足場（１２８）は血管足場でもよい。印刷された血管足場は、内皮細胞、血管内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、内皮の始原細胞、幹細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、内皮細胞、微小血管内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、内皮の始原細胞、リンパ細胞、ヘルパーＴ細胞および細胞傷害性Ｔ細胞などのＴ細胞、Ｂ細胞、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、細網細胞、肝細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。第１の細胞群および／または第２の細胞群は、外分泌腺の分泌性上皮細胞、ホルモン分泌細胞、上皮細胞、神経細胞、脂肪細胞、腎臓細胞、膵細胞、肺細胞、細胞外マトリックス細胞、筋細胞、血液細胞、免疫細胞、生殖細胞、間質細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、唾液腺粘液細胞、乳腺細胞、エクリン腺細胞およびアポクリン汗腺細胞などの汗腺細胞、皮脂腺細胞、ＩＩ型肺細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、外分泌腺の分泌性上皮細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、下垂体前葉製剤細胞、脳下垂体中葉細胞、大細胞神経分泌細胞、腸管細胞、気道細胞、甲状腺細胞、副甲状腺細胞、副腎細胞、ライディッヒ細胞、内莢膜細胞、黄体細胞、傍糸球体細胞、緻密斑細胞、周極細胞、メサンギウム細胞、α細胞、β細胞、δ細胞、ＰＰ細胞、および、イプシロン細胞などの膵島細胞、あるいはこれらの任意の組み合わせを含む、ホルモン分泌細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、ケラチノサイト、基底細胞、および毛幹細胞などの角質化上皮細胞、重層偏平上皮の表面上皮細胞、角膜上皮の基底細胞、および泌尿器系の上皮細胞などの階層化された障壁上皮細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む上皮細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、感覚変換器細胞、自律神経性ニューロン細胞、末梢性ニューロン支持細胞、介在ニューロン、紡錘体ニューロンなどの中枢神経系ニューロン、錐体細胞、星細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、上衣細胞、グリア細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、神経細胞またはニューロンを含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、壁細胞、有足細胞、メサンギウム細胞、遠位尿細管細胞、近位尿細管細胞、ヘンレ係蹄の薄いセグメント細胞（Ｌｏｏｐ ｏｆ Ｈｅｎｌｅ ｔｈｉｎ ｓｅｇｍｅｎｔ ｃｅｌｌｓ）、集合管細胞、間質腎臓細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、腎臓細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、Ｉ型肺細胞、肺胞細胞、毛細管内皮細胞、肺胞マクロファージ、気管支上皮細胞、気管支平滑筋細胞、気管上皮細胞、小気道上皮細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、肺細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、上皮細胞、線維芽細胞、周皮細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、骨細胞、骨原性細胞、星細胞、肝臓星細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、細胞外マトリックス細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、骨格筋細胞、心筋細胞、プルキニエ繊維細胞、平滑筋細胞、筋上皮細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、筋細胞を含み得る。

第１の細胞群および／または第２の細胞群は、限定されないが、赤血球、巨核球、単球、マクロファージ、破骨細胞、樹状細胞、小膠細胞、好中球、好酸球、好塩基球、マスト細胞、ヘルパーＴ細胞、サプレッサーＴ細胞、細胞傷害性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、Ｂ細胞、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、網状赤血球、またはこれらの任意の組み合わせを含む、血液細胞および／または免疫細胞を含み得る。

図２Ｃは、残りの組織のＣＡＤモデルに従った、培地（１２６）への多光子レーザービーム（１２０）のパルスの送達を例証する。ゆえに、培地（１２６）の追加の部分は、既存の血管足場（１２８）を傷つけたり影響を及ぼしたりすることなく、既存の細胞を含む足場（１２８）（もはや視認できない）のまわりに細胞含有構造（１３２）を形成するために、重合、架橋、または反応することがある。培地（１２６）を排出する工程、新たな培地（１２６）で再充填する工程、およびレーザーエネルギーを送達する工程は、あらかじめ決められた複合組織を作製するために任意の回数繰り返され得る。

図２Ｄは、細胞を含む足場（１２８）が、培地（１２６）を含む培地チャンバ（１２２）の底部に沿って印刷され得る実施形態を例証する。ゆえに、足場（１２８）は、それ自体で独立していないか、または、自由に動けないことがある。多チャネル入力は、一方向からのバルク流、バルク流が小さな特徴から望ましくない細胞を洗浄しない際の微細構造の不均一な洗浄、および組織印刷チャンバへと循環される際の新たな細胞含有培地の不均一な分布に関連付けられる剪断力を減少させることができる。複数の入力は、上部、底部、側部、または３つすべてから同時に生じ得る。複数の入力は、細胞含有構造が比較的脆弱であり、かつチャンバを介した培地交換に関連付けられる流体力の適用によって***する可能性があるため、組織印刷に特に望ましい。図２Ｄは、組織が培地チャンバの底部プレートの上で印刷され得ることを示す。いくつかの実施形態では、細胞および組織は、培地チャンバの底部に対してフラッシュ印刷され得る。加えて、この設計は、印刷組織の容易な輸送、およびレーザー印刷ヘッド（焦点対物レンズ）下での位置決めを可能にし、および、室内の空気へ曝露されることなく培地交換と印刷が行われることを可能にする、クローズドシステムである。室内の空気への曝露は感染因子を細胞培養培地へと入れて、有用な組織の発達を妨害したり、完全に破壊したりすることがあるため、これが望ましいことがある。

レーザー印刷システム
一態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）生体材料を印刷するためのシステムを提供する。ｘ、ｙ、およびｚ次元は、本明細書で提供されるシステムによって同時にアクセスされ得る。３Ｄ生体材料を印刷するためのシステムは、複数の細胞と１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含有するように構成された培地チャンバを含み得る。複数の細胞は、少なくとも１つのタイプの細胞を含み得る。複数の細胞は、少なくとも２つの異なるタイプの細胞を含み得る。上記システムは、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。上記システムは、培地チャンバおよび／または細胞含有チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含んでもよく、１つ以上のコンピュータプロセッサは、コンピュータメモリから３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように、および、３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバにおける培地に少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされ得る。

他の態様では、本開示は、複数の細胞と複数のポリマー前駆体を含む培地を含有するように構成された培地チャンバを含む、３Ｄ生体材料を印刷するための追加のシステムを提供する。上記システムは、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。加えて、上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結され得る１つ以上のコンピュータプロセッサを含み得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように、（ｉｉ）３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、および、（ｉｉｉ）３Ｄ生体材料の少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバにおける第２の培地の少なくとも一部を晒すために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第２の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよく、ここで、第２の培地は第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、ここで、第２の複数の細胞は第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである。

１つ以上のコンピュータプロセッサは、コンピュータメモリにおける３Ｄ生体材料のポイントクラウド表現またはラインベース表現を生成し、かつ、コンピュータメモリにおける３Ｄ生体材料を印刷するためのコンピュータ命令を生成するべく上記ポイントクラウド表現または上記ラインベース表現を使用するように、個別にまたは集合的にプログラムされている。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の少なくとも他の部分を形成するべく少なくとも１つのエネルギービームを１つ以上の追加のエネルギービーム経路に沿って向けるために、少なくとも１つのエネルギー源を指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。

上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源および／または少なくとも１つの光パターン化要素に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み得る。コンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現は、ホログラフィックポイントクラウド表現またはホログラフィックラインベース表現であり得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、少なくとも１つのエネルギー源によって照射されるようにホログラフィック画像を再投影するために、光パターン化要素を使用するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。

場合によっては、１つ以上のコンピュータプロセッサは、ポイントクラウド表現またはラインベース表現を画像に変換するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。１つ以上のコンピュータプロセッサは、ホログラフィック様式で画像を投影するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。１つ以上のコンピュータプロセッサは、ホログラムとして画像を投影するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。１つ以上のコンピュータプロセッサは、部分的なホログラムとして画像を投影するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。場合によっては、１つ以上のコンピュータプロセッサは、完全な画像セットのポイントクラウド表現またはラインベース表現を、アルゴリズム変換を介して一連のホログラフィック画像へ変換するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。その後、この変換された画像セットは、システムを介して、空間光変調器（ＳＬＭ）またはデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などの光パターン化要素によって順に投影され、同時に２Ｄおよび／または３Ｄで分布している投影光で、印刷チャンバ内の投影画像を再構築する。拡大されたまたは広げられたレーザービームは、ホログラフィック画像の投影システムとして機能する、ＳＬＭおよび／またはＤＭＤ上へ投影され得る。場合によっては１つ以上のコンピュータプロセッサは、ホログラフィック様式で画像を投影するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。場合によっては、１つ以上のコンピュータプロセッサは、ホログラフィック様式でより大きな３Ｄ構造を形成するために、一度にすべての画像を投影するか、または、映像として順番に再生されるように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。

ホログラフィーは、多次元（例えば、２Ｄおよび／または３Ｄ）ホログラフィック画像またはホログラムを投影する技術である。培地を光重合することができるレーザーがホログラムとして投影されると、レーザーは、光重合し、凝固し、架橋し、結合し、硬化し、および／または、投影されたレーザー光路に沿って培地の物理特性を変化させ、ゆえに、レーザーは、３Ｄ構造の印刷を可能にすることがある。ホログラフィーは、ホログラフィック画像を作成するために、レーザー光またはコヒーレント光などの光源を必要とすることがある。ホログラフィック画像は、経時的に一定であるか、あるいは、時間とともに変化し得る（例えば、ホログラフィック映像）。さらに、ホログラフィーは、レーザー光路を開くか移動させるためのシャッター、レーザー光を別の経路に分割するためのビームスプリッター、レーザー光路を配向するためのミラー、ビームを拡大するための発散レンズ、および追加のパターン化要素または光配向要素を必要とすることがある。

オブジェクトのホログラフィック画像は、発散レンズでレーザービームを拡大すること、および、拡大したレーザービームを、ホログラム、および／または、例えば、空間光変調器、すなわち、ＳＬＭなどの少なくとも１つのパターン形成要素へと向けることによって、作成され得る。パターン形成要素は、ホログラフィック画像を含むパターンを、レーザービーム経路へコードしてもよい。パターン形成要素は、部分的なホログラムを含むパターンを、レーザービーム経路へとコードしてもよい。次に、上記パターンは、印刷材料（例えば、複数の細胞とポリマー前駆体を含む培地）を含有する培地チャンバの方へ向けられ、かつ、そこに焦点を合わされてもよく、ここで、パターンは、印刷材料（例えば、培地）で発見された光反応性の光重合開始剤を励起することもある。次に、光反応性の光重合開始剤の励起は、ポリマーベースの印刷材料の光重合を引き起こすこともあり、あらかじめ決められたパターン（例えば、ホログラフィック画像）で構造を形成する。場合によっては、１つ以上のコンピュータプロセッサは、別のエネルギービーム経路に沿ってエネルギー源を向けることによってホログラフィック画像を投影するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。

場合によっては、少なくとも１つのエネルギー源は複数のエネルギー源であり得る。複数のエネルギー源は、複数の少なくとも１つのエネルギービームを配向することができる。エネルギー源はレーザーであり得る。いくつかの例では、レーザーはファイバーレーザーでもよい。例えば、ファイバーレーザーは、例えば、エルビウム、イッテルビウム、ネオジム、ジスプロシウム、プラセオジム、ツリウム、および／またはホルミウムなどの希土類元素でドープされた光ファイバーを含む、活性利得媒質を伴うレーザーでもよい。エネルギー源は短パルスレーザーでもよい。エネルギー源はフェムト秒パルスレーザーでもよい。フェムト秒パルスレーザーは、約５００フェムト秒（ｆｓ）、２５０、２４０、２３０、２２０、２１０、２００、１５０、１００、５０ｆｓ、４０ｆｓ、３０ｆｓ、２０ｆｓ、１０ｆｓ、９ｆｓ、８ｆｓ、７ｆｓ、６ｆｓ、５ｆｓ、４ｆｓ、３ｆｓ、２ｆｓ、１ｆｓ、またはそれ以下のパルス幅を有し得る。フェムト秒パルスレーザーは、例えば、チタン：サファイア（Ｔｉ：Ｓａ）レーザーでもよい。少なくとも１つのエネルギー源は、コヒーレント光源に由来し得る。

コヒーレント光源は、約３００ナノメートル（ｎｍ）～約５ミリメートル（ｍｍ）の波長を持つ光を提供することがある。コヒーレント光源は、約３５０ｎｍ～約１８００ｎｍ、または約１８００ｎｍ～約５ｍｍの波長を含み得る。コヒーレント光源は、少なくとも約３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、またはそれ以上の波長を持つ光を提供することができる。

コンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の少なくとも他の部分を形成するべく、１つ以上の追加のエネルギービーム経路に沿って少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源を指示するように個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の追加のエネルギービーム経路は、ｘ軸、ｘおよびｙ面、またはｘ、ｙ、およびｚ面に沿ってもよい。１つ以上の追加のエネルギービーム経路はｘ軸に沿ってもよい。１つ以上の追加のエネルギービーム経路はｙ軸に沿ってもよい。１つ以上の追加のエネルギービーム経路はｚ軸に沿ってもよい。エネルギービーム経路は、同じ軸上で１つ以上の他のビームと収束することがある。１つ以上の追加のエネルギービーム経路は、ｘおよびｙ面に存在することがある。１つ以上の追加のエネルギービーム経路は、ｘおよびｚ面に存在することがある。１つ以上の追加のエネルギービーム経路は、ｙおよびｚ面に存在することがある。１つ以上の追加のエネルギービーム経路は、ｘ、ｙ、およびｚ面に存在することがある。

上記システムは、培地チャンバ内の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向けるための少なくとも１つの対物レンズをさらに含み得る。いくつかの例では、少なくとも１つの対物レンズは水浸対物レンズを含み得る。いくつかの例では、少なくとも１つの対物レンズは水浸対物レンズを含み得る。いくつかの例では、少なくとも１つの対物レンズは水浸漬（ｗａｔｅｒ ｄｉｐｐｉｎｇ）対物レンズを含み得る。いくつかの例では、少なくとも１つの対物レンズは油浸対物レンズを含み得る。いくつかの例では、少なくとも１つの対物レンズレンズは、色消し対物レンズレンズ、セミアポクロマート対物レンズ、プラン対物レンズレンズ、液浸対物レンズ、ホイヘンス対物レンズレンズ、ラムスデン対物レンズレンズ、ペリプラン対物レンズ、補償対物レンズレンズ、広視野対物レンズレンズ、超視野対物レンズレンズ、コンデンサ対物レンズレンズ、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。コンデンサ対物レンズの非限定的な例は、アッベコンデンサー、アクロマティックコンデンサ、および一般的なコンデンサを含み得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の縁の画像を受け取るように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の外部表面の画像を受け取るように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の内部表面の画像を受け取るように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の内部の画像を受け取るように、個別にまたは集合的にプログラムされてもよい。

１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ生体材料の他の組織との結合を導くように個別にまたは集合的にプログラムされてもよく、上記結合は上記コンピュータ命令に従うことができる。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄ印刷材料をすでに印刷された構造に直接連結し、統合し、結合し、または接合させるように個別にまたは集合的にプログラムされてもよく、上記結合は上記コンピュータ命令に従うことができる。場合によっては、３Ｄ生体材料の他の組織との結合は、化学的架橋、機械的連結、および／または凝集的カップリングを含み得る。

他の態様では、上記システムは、複数の細胞と複数のポリマー前駆体を含む培地を含むように構成された培地チャンバを含み得る。上記システムは、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に連結された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み、１つ以上のコンピュータプロセッサは、コンピュータメモリ内に３Ｄ生体材料のコンピュータモデルを受け取るように、コンピュータメモリ内の３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現を生成するように、３Ｄ生体材料の少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部を晒すために、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルに従って少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、および、３Ｄ生体材料の少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部を晒すために、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルに従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第２の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたは集合的にプログラムされ、ここで、第２の培地は第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体を含み、ここで、第２の複数の細胞は第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである。

細胞構造のレーザー印刷において、最小限に毒性のレーザー励起を使用する急速な三次元構造生成は、細胞の生存率の維持に必要不可欠であり、かつ、機能性組織の印刷の場合には、大判で高分解能の多細胞組織の生成に必要である。二光子印刷の他の方法は、二次元平面（ｘ、ｙ）における二光子励起のラスタースキャン（例えば、選択的なレーザー焼結）に依存しつつ、三次元構造を作るためにｚ方向に顕微鏡またはステージを動かすことができる。この技術は大判の多細胞組織印刷には極端に遅いことがあり、複雑な構造の印刷中に細胞生存率を維持することができない可能性が高い。高い重合速度を持つ特定のヒドロゲルも、ある構造の１つのスライスがｘ、ｙ、またはｚ面において各工程で投影されるように時間指定された組織シートの二次元投影に利用され得る。加えて、シートを表すまたは直交スライスを含む混合平面角も利用され得る。ヒドロゲルを急速に重合させる場合、これらの投影は、組織印刷に適合可能な時間スケールで作用し、一方でレーザー焼結またはラスタースキャン（例えば、層ごとの堆積）は、複雑な構造の構築を極端に遅らせることがある。

本開示のレーザー印刷システム（１１０）は、細胞含有構造の急速な作製のために側面および軸面における三次元または二次元のホログラフィック投影の集束を可能にし得る対物レンズ（１２４）を備えてもよい。対物レンズ（１２４）は、水浸対物レンズ、空気対物レンズ、または油浸対物レンズでもよい。場合によっては、レーザー印刷システム（１１０）は、多数のレーザーラインを持つレーザーシステム（１１６）を含み、かつ、細胞含有培地へのホログラフィック投影を介したフォトリソグラフィのために画像の三次元ホログラフィック投影を可能にし得る。

図３Ａは、第１の多光子レーザー源（１４０ａ）を持つレーザーシステム（１１６）の実施形態を例証する。ここで、レーザーライン１、多光子レーザービームは、投影されている三次元構造の急速な変化を可能とするために、画像投影のためのビデオレートまたはより速いリフレッシュレートで空間光変調器（ＳＬＭ）によって反射され得る。

場合によっては、空間光変調器（ＳＬＭ）は３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。場合によっては、本明細書で提供される方法は、コンピュータメモリにおいて３Ｄ生体材料のコンピュータモデルを受け取る工程、および、コンピュータモデルが層へと「スライス」されて各層の二次元（２Ｄ）モデルを作成するように、コンピュータモデルをさらに処理する工程を含み得る。コンピュータモデルはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルでもよい。本明細書に開示されるシステムは、印刷される３Ｄ生体材料の境界輪郭を判定し、および／または、その配列を充填する、「スライスされた」コンピュータモデルに基づいてレーザースキャン経路を算出するように個別にまたは集合的にプログラムされ得る少なくとも１つのコンピュータプロセッサを含むことができる。ホログラフィック３Ｄ印刷は、本明細書に記載された１つ以上のポリマー前駆体と共に使用され得る。ＳＬＭは、本明細書に記載された２つ以上のポリマー前駆体と共に使用され得る。

空間光変調器（ＳＬＭ）は、固定された空間的（例えば、ピクセル）パターンに従って空間および時間における光波の振幅、位相、極性化、伝播方向、強度、またはこれらの任意の組み合わせを調節することができる電気的にプログラム可能なデバイスである。ＳＬＭは、半透明、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）マイクロディスプレイに基づき得る。ＳＬＭは、反射型、例えば、シリコン基板上の液晶（ＬＣＯＳ）マイクロディスプレイに基づき得る。ＳＬＭは、マイクロチャネル空間光変調器（ＭＳＬＭ）、平行配向ネマチック液晶空間光変調器（ＰＡＬ－ＳＬＭ）、プログラム可能な位相モジュレーター（ＰＰＭ）、位相空間光変調器（ＬＣＯＳ－ＳＬＭ）、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。ＬＣＯＳ－ＳＬＭは、シリコン基板の上部に配置された液晶層を含むチップを含み得る。回路は、半導体技術を使用してチップのシリコン基板上に構築され得る。ＬＣＯＳ－ＳＬＭチップの上部層は、それらの電位を独立して制御することができるアルミニウム電極を含有し得る。ガラス基板は、液晶材料が充填される一定の間隙を維持しながらシリコン基板上に配置され得る。液晶分子は、シリコンおよびガラスの基板に設けられる位置合わせ制御技術によって並列に位置合わせされ得る。この液晶層にわたる電場は、ピクセルごとに制御され得る。光の位相は、電場の制御により調節することができ、電場の変化は、液晶分子を適宜傾かせる場合がある。液晶分子が傾斜すると、液晶屈折率は変化し、さらに光路長を変化させ、ゆえに位相差を引き起こすことがある。

ＳＬＭは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。シリコン基板上の液晶（ＬＣＯＳ）－ＳＬＭは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。液晶ＳＬＭは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。ＳＬＭは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現を投影するために使用され得る。本明細書に開示される方法は、ポイントクラウド表現またはラインベース表現をホログラフィック画像に変換する工程を含み得る。ＳＬＭは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのホログラフィック画像を投影するために使用され得る。ＳＬＭは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現の光の位相を調節するために使用され得る。ＳＬＭは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのホログラフィック画像の光の位相を調節するために使用され得る。

三次元での多光子励起の投影は、デュアルデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）システムのみを用いて、あるいは、空間光変調器（ＳＬＭ）と組み合わせて用いることにより、達成されてもよい。一対のＤＭＤは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために一対のＳＬＭと共に使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭおよび少なくとも１つのＤＭＤは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために使用され得る。一対のＳＭＬは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために使用され得る。一対のＤＭＤは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＤＭＤは、本明細書に記載される方法を使用して３Ｄ材料を印刷するために使用され得る。ＤＭＤは、高速の、効率的な、および信頼できる空間的光変調を可能にする、電気入力の、光出力の、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）である。ＤＭＤは、長方形の配列で配置された複数の顕微鏡ミラー（通常、数十万または数百万ほど）を含み得る。ＤＭＤの各顕微鏡ミラーは、表示される画像のピクセルに対応してもよく、かつ、例えば、「オン」または「オフ」状態になるように約１０－１２°回転可能である。「オン」状態において、プロジェクタバルブからの光は、顕微鏡ミラーへと反射され、その対応するピクセルをスクリーン上で明るく見せることができる。「オフ」状態において、光は、他の場所に（通常、ヒートシンク上）に向けられ、顕微鏡ミラーの対応するピクセルを暗く見せることができる。ＤＭＤの顕微鏡ミラーは、高度に反射的なアルミニウムで構成され、その全長はおよそ１６マイクロメートル（μｍ）である。各顕微鏡ミラーは、関連する半導体メモリーセルの上部に構築され、かつ、順にトーションヒンジを介して一対のサポートポストに接続されるヨークへと取り付けられ得る。各顕微鏡ミラーの動きの程度は、「１」または「０」をそれぞれの下にある半導体メモリーセルにロードすることにより制御され得る。次に、電圧が印加され、これにより、各顕微鏡ミラーは、トーションヒンジの周囲で、静電引力を介して関連する＋／－程度の状態に静電気学的に偏向され得る。

図３Ａ－３Ｃを参照すると、任意選択のビームエキスパンダの追加と、その後の、固定されたアキシコンまたは調整可能な音響勾配（ＴＡＧ）レンズのいずれかであるベッセルビーム生成レンズの追加は、とりわけ、混濁した溶液において、より高い分解能とより深い組織印刷深度を達成するべく、レーザーの特性を変更するために加えられてもよい。任意選択のビームエキスパンダおよび／またはベッセルビーム生成レンズを含み得るレーザーラインは、組織印刷に関連付けられる特定の構造の形成において重要な利点を備えた別の投影システムへ、高速切替ミラーによって向けられる。場合によっては、ＳＬＭシステムと協働する高分解能ＤＭＤミラーは、２つのＳＬＭシステムで達成することができるよりも高い軸方向分解能を達成可能である。最後に、レーザーラインは、軸面のいずれにおいても二次元画像のスキャンレス投影を可能とするために、ミラーと協働して単一のＤＭＤまたはＳＬＭシステムと共に使用され得る。３Ｄ投影パターンは、スキャンミラーによって大きな視野にわたってラスタースキャンも可能であり、ここで、レーザーの放射パターン、波長、および／またはパワーは、凝集性の複雑な構造が堆積することができるようにラスタースキャン速度に一致するべく制御される。１よりも多くのレーザーラインを含むシステム内で、構成は、二重のＳＬＭ、二重のＤＭＤ、単一のＳＬＭ、単一のＤＭＤ、または単純な平面のスキャンの任意の組み合わせであり得る。

場合によっては、図３Ａ－３Ｃに示される光路などの１つ以上の光路は、独立してまたは一斉に使用され得る。図３Ａに記載されるように、光路内で光またはエネルギービームを集束かつ分布させるレンズ、回折格子、およびミラーは、主要要素を通って光を分布させるために、または回折格子の場合には入射光を調節するために、必要とされる主要な波面形成要素間に配され得る。少なくとも１つの回折格子またはミラーは、入力レーザー光を集束し、分布させ、または切り取る（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）ために、波面形成要素「Ｆ」間（例えば、ＳＬＭ、ＤＭＤ、および／またはＴＡＧレンズの間）に配され得る。光波面形成デバイスＦは、ＳＬＭ、ＬＣＯＳ－ＳＬＭ、ＤＭＤ、ＴＡＧレンズ、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。

場合によっては、ＤＭＤは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。ＤＭＤは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現を投影するために使用され得る。本明細書に開示される方法は、ポイントクラウド表現またはラインベース表現をホログラフィック画像に変換する工程を含み得る。ＤＭＤは、３Ｄ生体材料のコンピュータモデルのホログラフィック画像を投影するために使用され得る。ＤＭＤは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

場合によっては、少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせは、３Ｄ生体材料を印刷するために本明細書で開示される方法で使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせは、直列に配置され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせは、並列に配置され得る。３Ｄ生体材料を印刷するために使用されるとき、任意の数のＳＬＭと任意の数のＤＭＤの組み合わせは、直列に配置され得る。３Ｄ生体材料を印刷するために使用されるとき、任意の数のＳＬＭと任意の数のＤＭＤの組み合わせは、並列に配置され得る。

少なくとも２つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも３つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも４つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも５つのＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１０個のＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２０個のＳＬＭと少なくとも１つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも２つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも３つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも４つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも５つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも１０個のＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１つのＳＬＭと少なくとも２０個のＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

少なくとも２つのＳＬＭと少なくとも２つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも３つのＳＬＭと少なくとも３つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも４つのＳＬＭと少なくとも４つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも５つのＳＬＭと少なくとも５つのＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１０個のＳＬＭと少なくとも１０個のＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２０個のＳＬＭと少なくとも２０個のＤＭＤの組み合わせが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

液晶ＳＬＭは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。複数のＳＬＭは３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。複数のＳＬＭは直列に配置され得る。複数のＳＬＭは並列に配置され得る。少なくとも１つ以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２つ以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも３つ以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも４つ以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも５つ以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１０個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２０個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約５０個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約２０個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約１５個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約１０個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約５個以上のＳＬＭが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

複数のＳＬＭが３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。複数のＤＭＤは直列に配置され得る。複数のＤＭＤは並列に配置され得る。少なくとも１つ以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２つ以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも３つ以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも４つ以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも５つ以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１０個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも２０個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約５０個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約２０個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約１５個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約１０個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。少なくとも１～約５個以上のＤＭＤが、３Ｄ生体材料を印刷するために使用され得る。

この設計において、ＳＬＭは液晶ＳＬＭを指し、ＤＭＤの機能はＳＬＭと同様であり得る。これらのレーザーは、多数のレーザーラインの位置および印刷タイミングに対処するべく１つ以上のコンピュータ入力によって制御され得る。任意選択の直列の励起経路を含む、光路の全体設計の一例は、表１に提供される要素の更なる記載とともに、図３Ａで例証される。二光子励起光のパケット間のパルス幅が広いことから、非干渉的であり得るこれらのレーザーラインの任意の組み合わせは、印刷と、同時の画像化を伴う印刷とに同時に使用され得る。これにより、ビームが交差しないようにビーム間の干渉を実質的に低くすることができる。ゆえに、表１で提供される要素のさらなる記載とともに、図３Ｂ－３Ｃで例証されるように、最小～ゼロの干渉を伴う多数のレーザーラインの使用が可能である。この構成における群遅延分散光学素子は、特定の構成で使用される場合に、ピーク電力出力が光ファイバーケーブルを破損しないように、二光子パケットを分散させるべく使用され得る。加えて、群遅延分散は、より短いパルス幅へと光子を集中させ、迅速な印刷を可能にするために、より多くのエネルギーが焦点に与えられるか、あるいは、投影画像中で与えられるようになる。

二光子励起パルスは、単一スポットでの励起がフェムト秒～ナノ秒の長さの範囲のパルス（レーザー調整に依存する）で生じ、その一方で、これらの光子パケット間のタイミングがそのパルス幅よりも３～６桁だけ長くなるように、一時的に制御され得る。これにより、直列の多数のレーザーラインを使用する際に可能な同時印刷のために、多数のレーザーを使用するレーザー励起の最小交差経路干渉が可能となる。構造の堆積の目的で３つの異なる理論波長での多数のレーザー投影の一例が図３Ｂに示されている。多光子レーザーは調整可能であり、ゆえに、これらは、波長の範囲が選択されることを可能にする。これは組織印刷では利点となり、異なる波長に反応する重合に対する異なる光重合開始剤は、余剰の材料の望ましくない重合を防ぐべく、組み合わせて、あるいは、直列に使用されてもよい。ゆえに、これらのレーザーラインの各々は、異なる多光子出力波長に調整されてもよく、異なるピーク電力出力を持ってもよく、および、組織構造を含むＣＡＤ画像の異なる要素を投影してもよい。

図４Ａ－４Ｂは、アキシコンまたは調整可能な音響勾配（ＴＡＧ）レンズの前の任意選択のビームエキスパンダの配置を実証する。これによって、焦点忠実度を損なうことなく印刷中に組織および混濁培地における深度浸透を増加させる目的でベッセルビームの生成が可能となることもある。この特徴は、電力を損失することなく混濁培地またはすでに形成された組織を介した印刷の深度を改善することがある。

レンズは、デュアルＳＬＭまたはＤＭＤの組み合わせの後にレーザーを広げるか、または事前に集束させるために使用され得る。加えて、コンピュータ制御されるレーザー減衰デバイスまたはフィルタリングホイールは、印刷の部位でレーザーパワー出力を制御するために、オプティックスの焦点を合わせる前に追加されてもよい。

図４Ｃは、ビームコレクタ（Ｂ）にレーザービームを投影するレーザー源（Ａ）を例証する。ビームコレクタ（Ｂ）を出ると、レーザービームは、所定のＺ工程で印刷された細胞と結果として生じる構造付近でのコラーゲン網の印刷のために、光ＴＡＧまたはアキシコン（Ｃ）に向けられ、さらに、２Ｄのｘ、ｙシート投影用の可動性の単一のＳＬＭまたはＤＭＤ（Ｄ）に向けられる。レーザービームは、ＳＬＭまたはＤＭＤ（Ｄ）からミラー（Ｇ）に向けられ、その後、印刷ヘッドオプティックス（Ｈ）へ反射され得る。この例において、二次元（２Ｄ）投影は、投影のフレームレートに一致するｚ－運動－段階的動作を伴う単一のＳＬＭで作成され得る。ｚ－スタックスライスの二次元映像投影は、各工程が上から下に２Ｄ画像を印刷する別個の画像を投影するように、ｚ－運動で時間指定される単一のＤＭＤまたは単一のＳＬＭにより達成され得る。別の実施形態では、複雑な構造は、横から、下から上、または異なるアーティキュレーション（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）から、および、スライスごとに投影され、多光子または代替的なレーザー励起源を使用して２Ｄ投影および印刷されることもある。ＣＡＤ画像の源（Ｆ）は、コンピュータ（Ｅ）からシステムに向けられてもよい。システムは、Ｚ投影の工程レート（ミリ秒～秒）と工程サイズに一致し得る、モーター駆動ステージ（Ｉ）を含み得る。工程サイズは、ミクロン～ナノメートルの順であり得る。図４Ｃにおいて、１、２、および３は、平面の投影構築工程の例を例証する。

図１２は、三次元印刷システムの実施形態の光学コンポーネントと光路を例証する。図１２に示される光学コンポーネントと光路は、時間収束を使用しないこともある三次元印刷システムを提供することができる。三次元印刷システムはエネルギー源（１０００）を含み得る。エネルギー源（１０００）はコヒーレント光源であり得る。エネルギー源（１０００）はレーザー光であり得る。エネルギー源（１０００）はフェムト秒パルスレーザー光源であり得る。エネルギー源（１０００）は、第１のレーザー源（１４０ａ）、第２のレーザー源（１４０ｂ）、または第３のレーザー源（１４０ｃ）であり得る。エネルギー源（１０００）は多光子レーザービーム（１２０）であり得る。エネルギー源（１０００）は二光子レーザービームであり得る。エネルギー源（１０００）はコンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。エネルギー源（１０００）はコンピュータシステム（１１０１）によって調整され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、印刷プロセスの前またはその最中に、エネルギー源（１０００）のエネルギー波長を制御および／または設定することもある。こうしたコンピュータシステム（１１０１）は、エネルギー源（１０００）の波長を設定することにより異なる励起波長を生成することができる。

エネルギー源（１０００）はパルス化され得る。エネルギー源（１０００）は約５００キロヘルツ（ｋＨｚ）のレートでパルス化され得る。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１０マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から２０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約４０マイクロジュール（μＪ）から８０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１２０マイクロジュール（μＪ）から１６０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約２００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約２０，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１００，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１，０００，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、例えば、少なくとも約３００ｎｍ～約５ｍｍ以上の波長を持つエネルギービーム（例えば、光線）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約６００～約１５００ｎｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約３５０ｎｍ～約１８００ｎｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１８００ｎｍ～約５ｍｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約３００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約４００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約６００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約７００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約８００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約９００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１１００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１２００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１３００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１４００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１５００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１６００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１７００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１８００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約１９００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約２０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約３０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約４０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー）は、約５０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

図１２で示されるように、エネルギー源（１０００）は、シャッター（１００４）を介してレーザービーム（１００２）を投影し得る。いったん、レーザービーム（１００２）がシャッター（１００４）を出ると、レーザービーム（１００２）は回転する１／２波長板（１００６）を介して方向付けられる。回転する１／２波長板は、大半が光線の偏光状態を操作するために使用され得る特定の量の複屈折を持つ透明なプレートであり得る。回転する１／２波長板は、共にレーザービーム（１００２）の方向に垂直である、遅い軸と速い軸（例えば、２つの偏光方向）を有し得る。回転する１／２波長板（１００６）は、２つの直線偏光方向間の位相遅延の差がπとなるように、レーザービーム（１００２）の偏光状態を変えることができる。位相遅延の差は、λ／２の距離にわたって伝播位相シフトに対応することがある。他のタイプの波長板は本明細書に開示されるシステムで利用され、例えば、回転する１／４波長板が使用されてもよい。回転する１／２波長板（１００６）は、真のゼロ次波長板、低次波長板、または多次波長板でもよい。回転する１／２波長板（１００６）は、結晶性のクオーツ（ＳｉＯ_２）、方解石（ＣａＣＯ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、雲母、または複屈折ポリマーで構成され得る。

レーザービーム（１００２）は、回転する１／２波長板（１００６）を出て、偏光ビームスプリッタ（１００８）を介して配向され得る。偏光ビームスプリッタ（１００８）は、レーザービーム（１００２）を第１のレーザービーム（１００２ａ）と第２のレーザービーム（１００２ｂ）へ分割することができる。第１のレーザービーム（１００２ａ）はビームダンプ（１０１０）に向けられてもよい。ビームダンプ（１０１０）は、レーザービームの迷光部分を吸収するために使用され得る光学素子である。ビームダンプ（１０１０）は第１のレーザービーム（１００２ａ）を吸収することができる。第１のレーザービーム（１００２ａ）は迷光レーザービームであり得る。ビームダンプ（１０１０）は第２のレーザービーム（１００２ｂ）を吸収することができる。第２のレーザービーム（１００２ｂ）は迷光レーザービームであり得る。レーザービーム（１００２）は、その全体がビームダンプ（１０１０）へ向けられてもよく、ゆえに、印刷システムのデフォルトの「オフ」状態として機能することができる。第２のレーザービーム（１００２ｂ）はビームエキスパンダ（１０１２）に向けられてもよい。ビームエキスパンダ（１０１２）は、レーザービーム（１００２ｂ）のサイズを拡大することができる。ビームエキスパンダ（１０１２）は、入力された第２のレーザービーム（１００２ｂ）の直径を、出力された拡大レーザービーム（１０５４）のより大きな直径にまで増加させることができる。ビームエキスパンダ（１０１２）はプリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１０１２）は伸縮自在なビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１０１２）は多プリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１０１２）はガリレオ式ビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１０１２）は、約２倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍、または４０倍のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１０１２）は、約２倍～約５倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１０１２）は、約２倍～約５倍の連続ビーム拡大を提供することができる。ビームエキスパンダ（１０１２）は、約５倍～約１０倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１０１２）は、約５倍～約１０倍の連続ビーム拡大を提供することができる。拡大レーザービーム（１０５４）はビームエキスパンダ（１０１２）を出る際にコリメートされてもよい。

ビームエキスパンダ（１０１２）を出た後、拡大レーザービーム（１０５４）は、第１のミラー（１０１４ａ）に向けられ、これは、拡大レーザービーム（１０５４）を空間光変調器（ＳＬＭ）（１０１６）に再配向することができる。ＳＬＭ（１０１６）はコンピュータシステム（１１０１）によって制御されてもよい。ＳＬＭ（１０１６）は、本明細書に開示される方法およびシステムを使用して印刷される材料の特定の画像または画像の特定の部分を投影するために配向され得る。印刷される材料は生体材料であり得る。生体材料は三次元生体材料であり得る。特定の画像または画像の特定の部分は、１次元、二次元、および／または三次元であり得る。ＳＬＭ（１０１６）は、異なる波長の光において少なくとも１つの画像を同時に投影するために配向され得る。ＳＬＭ（１０１６）は、コンピュータシステム（１１０１）を使用する代わりにミラーを使用することにより印刷される材料の異なる態様を投影するために配向され得る。場合によっては、少なくとも１つのミラーは、印刷される材料の異なる態様または部分を印刷するために、特定の光路またはレーザービームを再配向するべく、あるいはそれらを「オフ」または「オン」にするべく、使用され得る。

ＳＬＭ（１０１６）を出た後、拡大レーザービーム（１０５４）は、ｆ１レンズ（１０１８）に向けられてもよい。ｆ１レンズ（１０１８）は集束レンズであり得る。ｆ１レンズ（１０１８）を出た後、拡大レーザービーム（１０５４）は、遮断要素（１０２０）に向けられてもよい。遮断要素（１０２０）は固定され得る。遮断要素（１０２０）は、ゼロ次スポットからの照射を抑えることができる。ゼロ次は、回折されず、かつ、反射と屈折の法則に従って挙動する拡大レーザービーム（１０５４）からのエネルギーの一部であり得る。遮断要素（１０２０）を出た後、拡大エネルギービーム（１０５４）は、ｆ２レンズ（１０２２）に向けられてもよい。ｆ２レンズは集束レンズであり得る。

ｆ２レンズ（１０２２）を出た後、拡大レーザービーム（１０５４）は、第２のミラー（１０１４ｂ）に向けられ、続いて第３のミラー（１０１４ｃ）に向けられてもよい。第３のミラー（１０１４ｃ）は、ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）を介して拡大レーザービーム（１０５４）を再配向することがある。第１のミラー（１０１４ａ）、第２のミラー（１０１４ｂ）、および／または第３のミラー（１０１４ｃ）は、反射率を改善するために赤外線（ＩＲ）コーティングを含み得る。第１のミラー（１０１４ａ）、第２のミラー（１０１４ｂ）、および／または第３のミラー（１０１４ｃ）は、赤外線（ＩＲ）コーティングを含まないこともある。ＩＲコーティングの非限定的な例は、保護金ベースのコーティング、および保護銀ベースのコーティングを含む。第１のミラー（１０１４ａ）、第２のミラー（１０１４ｂ）、および／または第３のミラー（１０１４ｃ）は、コンピュータシステム（１１０１）で制御されてもよい。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ決められたように、拡大レーザービーム（１０５４）を再配向するために、第１のミラー（１０１４ａ）、第２のミラー（１０１４ｂ）、および／または第３のミラー（１０１４ｃ）を「オン」または「オフ」にすることができる。

ダイクロイックミラーはショートパスダイクロイックミラーでもよい。ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）は、拡大レーザービーム（１０５４）を焦点対物レンズ（１０３２）へと反射することができる。いくつかの例では、ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）を使用する代わりに、拡大レーザービーム（１０５４）を焦点対物レンズ（１０３２）へ再配向するために、ビームコンバイナーが使用され得る。ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）は、焦点対物レンズ（１０３２）へ拡大レーザービーム（１０５４）を再配向するために、コンピュータシステム（１１０１）により制御され得る。焦点対物レンズ（１０３２）は、拡大レーザービーム（１０５４）が印刷チャンバ（１０３４）へ投影される際に、拡大レーザービーム（１０５４）を集中させることができる。印刷チャンバ（１０３４）は培地チャンバ（１２２）であり得る。印刷チャンバ（１０３４）は、細胞含有培地、複数の細胞、細胞構成成分（例えば、細胞小器官）、および／または少なくとも１つのポリマー前駆体を含み得る。

発光ダイオード（ＬＥＤ）コリメーター（１０４０）は、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）の源として使用され得る。ＬＥＤコリメーター（１０４０）は、コリメータレンズおよびＬＥＤエミッタを含み得る。ＬＥＤは、無機ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、量子ドットＬＥＤ、または有機ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、単色ＬＥＤ、二色ＬＥＤ、または三色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、青色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、オレンジ色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、スミレ色ＬＥＤ、ピンク色ＬＥＤ、または紫色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤコリメーター（１０４０）は、ｆ４レンズ（１０３８）を介してコリメートされたＬＥＤ光（１０５６）のビームを投影し得る。ｆ４レンズ（１０３８）は集束レンズであり得る。いったん、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）がｆ４レンズ（１０３８）を透過すると、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）は集光対物レンズ（１０３６）へ向けられてもよい。集光対物レンズ（１０３６）は、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）を印刷チャンバ（１０３４）へ集束させることができる。集光対物レンズ（１０３６）は、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）を試料培地で集束させることができる。集光対物レンズ（１０３６）は、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）を細胞含有培地で集束させることができる。コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）は、印刷チャンバ（１０３４）を通って焦点対物レンズ（１０３２）へと伝えられ得る。いったん、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）が焦点対物レンズ（１０３２）を出ると、コリメートされたＬＥＤ光（１０５６）はロングパスダイクロイックミラー（１０２４）へと向けられてもよい。ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）から反射されるコリメートされたＬＥＤ光（１０５６）は、試料放射物（１０２６）であり得る。ロングパスダイクロイックミラー（１０２４）は、試料放射物（１０２６）をｆ３レンズ（１０２８）へ再配向し得る。ｆ３レンズ（１０２８）は集束レンズであり得る。いったん、試料放射物（１０２６）がｆ３レンズ（１０２８）を透過すると、検出システム（１０３０）は画像化のために試料放射物（１０２６）を検出および／または収集する。検出システム（１０３０）は少なくとも１つの光電子増倍管（ＰＭＴ）を含み得る。検出システム（１０３０）は少なくとも１つのカメラを含み得る。カメラは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、科学的ＣＭＯＳカメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、または電子増倍型電荷結合素子（ＥＭ－ＣＣＤ）であり得る。検出システム（１０３０）は少なくとも１つのアレイベースの検出器を含み得る。

図１３は、三次元印刷システムのさらに別の実施形態の光学コンポーネントおよび光路を例証する。図１３に示される光学コンポーネントおよび光路は、時間的集束を使用しない三次元印刷システムを提供することができる。三次元印刷システムはエネルギー源（１１００）を含み得る。エネルギー源（１１００）はコヒーレント光源であり得る。エネルギー源（１１００）はレーザー光であり得る。エネルギー源（１１００）はフェムト秒パルスレーザー光源であり得る。エネルギー源（１１００）は、第１のレーザー源（１４０ａ）、第２のレーザー源（１４０ｂ）、または第３のレーザー源（１４０ｃ）であり得る。エネルギー源（１１００）は多光子レーザービーム（１２０）であり得る。エネルギー源（１１００）は二光子レーザービームであり得る。エネルギー源（１１００）はコンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。エネルギー源（１１００）はコンピュータシステム（１１０１）によって調整され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、印刷プロセスの前またはその最中に、エネルギー源（１１００）のエネルギー波長を制御および／または設定することができる。こうしたコンピュータシステム（１１０１）は、エネルギー源（１１００）の波長を設定することにより、異なる励起波長を生成することができる。

エネルギー源（１１００）はパルス化されてもよい。エネルギー源（１１００）は約５００キロヘルツ（ｋＨｚ）のレートでパルス化され得る。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１０マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から２０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約４０マイクロジュール（μＪ）から８０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１２０マイクロジュール（μＪ）から１６０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約２００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約２００００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約１０００００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、パルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、約３００ｎｍ～５ｍｍ、６００ｎｍ～１５００ｎｍ、３５０ｎｍ～１８００ｎｍ、または１８００ｎｍ～５ｍｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１１００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、またはそれ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

図１３に示されるように、エネルギー源（１１００）は、シャッター（１１０４）を介してレーザービーム（１１０２）を投影することがある。いったん、レーザービーム（１１０２）がシャッター（１１０４）を出ると、レーザービーム（１１０２）は回転する１／２波長板（１１０６）を介して配向され得る。回転する１／２波長板（１１０６）は、２つの直線偏光方向間の位相遅延の差がπとなるように、レーザービーム（１１０２）の偏光状態を変えることができる。位相遅延の差は、λ／２の距離にわたって伝播位相シフトに対応することがある。他のタイプの波長板は本明細書に開示されるシステムで利用され、例えば、回転する１／４波長板が使用されてもよい。回転する１／２波長板（１１０６）は、真ゼロオーダー波長板、低位波長板、または多オーダー波長板でもよい。回転する１／２波長板（１１０６）は、結晶性のクオーツ（ＳｉＯ_２）、方解石（ＣａＣＯ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、雲母、または複屈折ポリマーで構成され得る。

レーザービーム（１１０２）は、回転する１／２波長板（１１０６）を出て、偏光ビームスプリッタ（１１０８）を介して配向され得る。偏光ビームスプリッタ（１１０８）は、レーザービーム（１１０２）を第１のレーザービーム（１１０２ａ）および第２のレーザービーム（１１０２ｂ）へと分割し得る。第１のレーザービーム（１１０２ａ）はビームダンプ（１１１０）に向けられてもよい。ビームダンプ（１１１０）は、レーザービームの迷光部分を吸収するために使用され得る光学素子である。ビームダンプ（１１１０）は第１のレーザービーム（１１０２ａ）を吸収し得る。第１のレーザービーム（１１０２ａ）は迷光レーザービームであり得る。ビームダンプ（１１１０）は第２のレーザービーム（１１０２ｂ）を吸収し得る。第２のレーザービーム（１１０２ｂ）は迷光レーザービームであり得る。レーザービーム（１１０２）は、その全体がビームダンプ（１１１０）へ向けられ、ゆえに、印刷システムのデフォルトの「オフ」状態として機能し得る。第２のレーザービーム（１１０２ｂ）はビームエキスパンダ（１１１２）に向けられてもよい。ビームエキスパンダ（１１１２）は、第２のレーザービーム（１１０２ｂ）のサイズを拡大することができる。ビームエキスパンダ（１１１２）は、入力された第２のレーザービーム（１１０２ｂ）の直径を、出力された拡大レーザービーム（１１５４）のより大きな直径にまで増加させることができる。ビームエキスパンダ（１１１２）はプリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１１１２）は伸縮自在なビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１１１２）は多プリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１１１２）はガリレオ式ビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１１１２）は、約２倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍、または４０倍のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１１１２）は、約２倍～約５倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１１１２）は、約２倍～約５倍の連続ビーム拡大を提供することができる。ビームエキスパンダ（１１１２）は、約５倍～約１０倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供することができる。ビームエキスパンダ（１１１２）は、約５倍～約１０倍の連続ビーム拡大を提供することができる。拡大レーザービーム（１１５４）はビームエキスパンダ（１１１２）を出る際にコリメートされてもよい。

ビームエキスパンダ（１１１２）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、第１のミラー（１１１４ａ）に向けられ、これは、第１の空間光変調器（ＳＬＭ）（１１１６ａ）に拡大レーザービーム（１１５４）を再配向することができる。第１のＳＬＭ（１１１６）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、ｆ１レンズ（１１１８）に向けられてもよい。ｆ１レンズ（１１１８）は集束レンズであり得る。ｆ１レンズ（１１１８）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、回折格子（１１４２）に向けられてもよい。回折格子（１１４２）は回折レーザービームスプリッタであり得る。回折格子（１１４２）はホログラフィック回折格子であり得る。回折格子（１１４２）は規定された回折格子であり得る。回折格子（１１４２）はサブ波長回折格子であり得る。回折格子（１１４２）は、拡大レーザービーム（１１５４）を複数の拡大レーザービームへ分割および／または回折することができる（図１３には示されず）。回折格子（１１４２）は分散素子として機能する。いったん、拡大レーザービーム（１１５４）が回折格子（１１４２）によって分割、回折、および／または分散されると、拡大レーザービーム（１１５４）はｆ２レンズ（１１２２）を透過し得る。ｆ２レンズ（１１２２）は集束レンズであり得る。ｆ２レンズ（１１２２）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、第２のＳＬＭ（１１１６ｂ）に向けられてもよい。ＳＬＭ（例えば、第１のＳＬＭ（１１１６ａ）と第２のＳＬＭ（１１１６ｂ））は、コンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。ＳＭＬは、上述のように、図１２に示されたＳＬＭ（１０１６）の機能をすべて実行し得る。

第２のＳＬＭ（１１１６ｂ）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、ｆ３レンズ（１１２８）に向けられてもよい。ｆ３レンズ（１１２８）は集束レンズであり得る。ｆ３レンズを出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は、遮断要素（１１２０）に向けられてもよい。遮断要素（１１２０）は固定され得る。遮断要素（１１２０）は、ゼロ次スポットからの照射を抑えるために使用され得る。遮断要素（１１２０）を出た後、拡大エネルギービーム（１１５４）は、ｆ４レンズ（１１３８）に向けられてもよい。ｆ４レンズ（１１３８）は集束レンズであり得る。ｆ４レンズ（１１３８）を出た後、拡大レーザービーム（１１５４）は第２のミラー（１１１４ｂ）に向けられ、続いて第３のミラー（１１１４ｃ）に向けられてもよい。第３のミラー（１１１４ｃ）は、ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）を介して拡大レーザービーム（１１５４）を再配向することがある。第１のミラー（１１１４ａ）、第２のミラー（１１１４ｂ）、および／または第３のミラー（１１１４ｃ）は、コンピュータシステム（１１０１）で制御され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ決められたように、拡大レーザービーム（１１５４）を再配向するために、第１のミラー（１１１４ａ）、第２のミラー（１１１４ｂ）、および／または第３のミラー（１１１４ｃ）を「オン」または「オフ」にすることができる。ダイクロイックミラーはショートパスダイクロイックミラーでもよい。ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）は、拡大レーザービーム（１１５４）を焦点対物レンズ（１１３２）へと反射し得る。いくつかの例では、ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）を使用する代わりに、拡大レーザービーム（１１５４）を焦点対物レンズ（１１３２）へ再配向するために、ビームコンバイナーが使用され得る。ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）は、焦点対物レンズ（１１３２）へ拡大レーザービーム（１１５４）を再配向するためにコンピュータシステム（１１０１）により制御され得る。焦点対物レンズ（１１３２）は、印刷チャンバ（１１３４）へ投影されると拡大レーザービーム（１１５４）を集束させることができる。印刷チャンバ（１１３４）は培地チャンバ（１２２）であり得る。印刷チャンバ（１１３４）は、細胞含有培地、複数の細胞、細胞構成成分（例えば、細胞小器官）、および／または少なくとも１つのポリマー前駆体を含み得る。

印刷チャンバ（１１３４）は可動式ステージ（１１４６）に取り付けられ得る。可動式ステージ（１１４６）は、ｘｙステージ、ｚステージ、および／またはｘｙｚステージであり得る。可動式ステージ（１１４６）は手動で位置決めされ得る。可動式ステージ（１１４６）は自動的に位置決めされ得る。可動式ステージ（１１４６）はモーター駆動ステージであり得る。可動式ステージ（１１４６）はコンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、ｘ、ｙ、および／またはｚ方向での可動式ステージ（１１４６）の動きを制御し得る。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ決められたｘ、ｙ、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１１４６）を自動的に位置決めしてもよい。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約３μｍの位置精度で、あらかじめ決められたｘ、ｙ、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１１４６）を位置決めしてもよい。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約２μｍの位置精度で、あらかじめ決められたｘ、ｙ、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１１４６）を位置決めしてもよい。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約１μｍの位置精度で、あらかじめ決められたｘ、ｙ、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１１４６）を位置決めしてもよい。コンピュータシステム（１１０１）は、三次元印刷の前、またはその最中に、可動式ステージ（１１４６）の位置を自動的に調整することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、コンピュータ制御されたＺ軸（例えば、垂直方向）の位置決め、および動的な位置フィードバックを提供するために、圧電気（ピエゾ）制御装置を含み得る。コンピュータシステム（１１０１）は、ユーザーが可動式ステージ（１１４６）の位置を制御することができるようにジョイスティックコンソールを含み得る。ジョイスティックコンソールは、ｚ軸コンソールおよび／またはＸ軸およびＹ軸コンソールであり得る。可動式ステージ（１１４６）は印刷チャンバホルダーを含み得る。印刷チャンバホルダーは、ブラケット、クリップ、および／または凹型試料ホルダーであり得る。可動式ステージ（１１４６）は、マルチスライドホルダー、スライドホルダー、および／または、ペトリ皿ホルダーを含み得る。可動式ステージ（１１４６）は、位置フィードバックを提供するためのセンサを含み得る。センサは容量センサであり得る。センサはピエゾ抵抗センサであり得る。可動式ステージ（１１４６）は、可動式ステージ（１１４６）を移動させる（または位置決めする）、少なくとも１つのアクチュエーター（例えば、圧電アクチュエーター）を含み得る。

発光ダイオード（ＬＥＤ）コリメーター（１１４０）は、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）の源として使用され得る。ＬＥＤコリメーター（１１４０）は、コリメータレンズおよびＬＥＤエミッタを含み得る。ＬＥＤは、無機ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、量子ドットＬＥＤ、または有機ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、単色ＬＥＤ、二色ＬＥＤ、または三色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、青色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、オレンジ色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、スミレ色ＬＥＤ、ピンク色ＬＥＤ、または紫色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤコリメーター（１１４０）は、ｆ６レンズ（１１４８）を介してコリメートされたＬＥＤ光（１１５６）のビームを投影し得る。ｆ６レンズ（１１４８）は集束レンズであり得る。いったん、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）がｆ６レンズ（１１４８）を透過すると、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）は集光対物レンズ（１１３６）へ向けられてもよい。集光対物レンズ（１１３６）は、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）を印刷チャンバ（１１３４）へ集束させることができる。集光対物レンズ（１１３６）は、試料培地においてコリメートされたＬＥＤ光（１１５６）を集束させることができる。集光対物レンズ（１１３６）は、細胞含有培地においてコリメートされたＬＥＤ光（１１５６）を集束させることができる。コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）は、印刷チャンバ（１１３４）を通って焦点対物レンズ（１１３２）へと伝えられ得る。いったん、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）が焦点対物レンズ（１１３２）を出ると、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）はロングパスダイクロイックミラー（１１２４）へと向けられてもよい。ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）から反射されるコリメートされたＬＥＤ光（１１５６）は、試料放射物（１１２６）であり得る。ロングパスダイクロイックミラー（１１２４）は、試料放射物（１１２６）をｆ５レンズ（１１４４）へ再配向し得る。ｆ５レンズ（１１４４）は集束レンズであり得る。いったん、試料放射物（１１２６）がｆ５レンズ（１１４４）を透過すると、検出システム（１１３０）は画像化のために試料放射物（１１２６）を検出および／または収集する。検出システム（１１３０）は少なくとも１つの光電子増倍管（ＰＭＴ）を含み得る。検出システム（１１３０）は少なくとも１つのカメラを含み得る。カメラは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、科学的ＣＭＯＳカメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、または電子増倍型電荷結合素子（ＥＭ－ＣＣＤ）であり得る。検出システム（１１３０）は少なくとも１つのアレイベースの検出器を含み得る。

図１４は、三次元印刷システムの追加の実施形態の光学コンポーネントおよび光路を例証する。図１４に示される光学コンポーネントおよび光路は、時間的集束を使用しないこともある三次元印刷システムを提供する。三次元印刷システムはエネルギー源（１２００）を含み得る。エネルギー源（１２００）はコヒーレント光源であり得る。エネルギー源（１２００）はレーザー光であり得る。エネルギー源（１２００）はフェムト秒パルスレーザー光源であり得る。エネルギー源（１２００）は、第１のレーザー源（１４０ａ）、第２のレーザー源（１４０ｂ）、または第３のレーザー源（１４０ｃ）であり得る。エネルギー源（１２００）は多光子レーザービーム（１２０）であり得る。エネルギー源（１２００）はコンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。エネルギー源（１２００）はコンピュータシステム（１１０１）によって調整され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、印刷プロセスの前またはその最中に、エネルギー源（１２００）のエネルギー波長を制御および／または設定することができる。こうしたコンピュータシステム（１１０１）は、エネルギー源（１２００）の波長を設定することにより、異なる励起波長を生成することがある。

エネルギー源（１２００）はパルス化され得る。エネルギー源（１２００）は約５００キロヘルツ（ｋＨｚ）のレートでパルス化され得る。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００，０００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１，０００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１０マイクロジュール（μＪ）から１００μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から２０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１マイクロジュール（μＪ）から５０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約４０マイクロジュール（μＪ）から８０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１２０マイクロジュール（μＪ）から１６０μＪ以上のパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１１０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１２０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１３０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１４０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１５０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１６０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１７０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１８０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１９０μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約２００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約２００００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１０００００μＪのパルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、パルスエネルギー（１つのパケット当たり）を伴うエネルギーパケットを持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、例えば、少なくとも約３００ｎｍ～約５ｍｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約６００～約１５００ｎｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約３５０ｎｍ～約１８００ｎｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、少なくとも約１８００ｎｍ～約５ｍｍ以上の波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約３００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約４００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約６００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約７００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約８００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約９００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１２００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１２００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１２００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１３００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１４００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１５００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１６００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１７００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１８００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約１９００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約２０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約３０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約４０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。エネルギー源（１２００）（例えば、レーザー）は、約５０００ｎｍの波長を持つエネルギー（例えば、レーザービーム）を提供することができる。

図１４に示されるように、エネルギー源（１２００）は、シャッター（１１０４）を介してレーザービーム（１２０２）を投影し得る。レーザービーム（１２０２）がシャッター（１２０４）を出ると、レーザービーム（１２０２）は、回転する１／２波長板（１２０６）を介して配向され得る。回転する１／２波長板（１２０６）は、２つの直線偏光方向間の位相遅延における差がπとなるように、レーザービーム（１２０２）の偏光状態を変えることができる。位相遅延における差は、λ／２の距離にわたる伝播位相シフトに対応し得る。他のタイプの波長板が本明細書に開示されるシステムで利用されてもよく、例えば、回転する１／４波長板が使用されてもよい。回転する１／２波長板（１２０６）は、真ゼロ次波長板、低位波長板、またはマルチオーダー波長板でもよい。回転する１／２波長板（１２０６）は、結晶性のクオーツ（ＳｉＯ_２）、方解石（ＣａＣＯ_３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、雲母、または複屈折ポリマーで構成され得る。

レーザービーム（１２０２）は、回転する１／２波長板（１２０６）を出て、偏光ビームスプリッタ（１２０８）を介して配向され得る。偏光ビームスプリッタ（１２０８）は、レーザービーム（１２０２）を、第１のレーザービーム（１２０２ａ）と第２のレーザービーム（１２０２ｂ）に分割し得る。第１のレーザービーム（１２０２ａ）は、ビームダンプ（１２１０）に向けられ得る。ビームダンプ（１２１０）は、レーザービームの迷光部分を吸収するために使用され得る光学素子である。ビームダンプ（１２１０）は第１のレーザービーム（１２０２ａ）を吸収し得る。第１のレーザービーム（１２０２ａ）は迷光レーザービームであり得る。ビームダンプ（１２１０）は第２のレーザービーム（１２０２ｂ）を吸収し得る。第２のレーザービーム（１２０２ｂ）は迷光レーザービームであり得る。レーザービーム（１２０２）は、その全体がビームダンプ（１２１０）に向けられ、したがって、印刷システムのデフォルトの「オフ」状態として機能し得る。第２のレーザービーム（１２０２ｂ）は、ビームエキスパンダ（１２１２）に向けられ得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、第２のレーザービーム（１２０２ｂ）のサイズを拡大することができる。ビームエキスパンダ（１２１２）は、入力された第２のレーザービーム（１２０２ｂ）の直径を、出力された拡大レーザービーム（１２５４）のより大きな直径にまで増加させることができる。ビームエキスパンダ（１２１２）は、プリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、伸縮自在なビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、マルチプリズムビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、ガリレオ式ビームエキスパンダであり得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、約２倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍、または４０倍のビームエキスパンダ能力を提供し得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、約２倍～約５倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供し得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、約２倍～約５倍の連続ビーム拡大を提供し得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、約５倍～約１０倍の範囲のビームエキスパンダ能力を提供し得る。ビームエキスパンダ（１２１２）は、約５倍～約１０倍の連続ビーム拡大を提供し得る。拡大レーザービーム（１２５４）はビームエキスパンダ（１２１２）を出る際にコリメートされる。

ビームエキスパンダ（１２１２）を出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、第１のミラー（１２１４ａ）に向けられ得、これにより、第１の空間光変調器（ＳＬＭ）（１２１６ａ）に拡大レーザービーム（１２５４）を再配向することができる。第１のＳＬＭ（１２１６）を出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、ｆ１レンズ（１２１８）に向けられ得る。ｆ１レンズ（１２１８）は集束レンズであり得る。ｆ１レンズを出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、遮断要素（１２５０）を備えたミラーに向けられ得る。遮断要素（１２５０）を備えたミラーは、ゼロ次スポットからの照射を抑えるために使用され得る。

拡大レーザービーム（１２５４）が遮断要素（１２５０）を備えたミラーによって反射されると、拡大レーザービーム（１２５４）はｆ２レンズ（１２２２）を透過し得る。ｆ２レンズ（１２２２）は集束レンズであり得る。ｆ２レンズ（１２２２）を出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、第２のＳＬＭ（１２１６ｂ）に向けられ得る。ＳＬＭ（例えば、第１のＳＬＭ（１２１６ａ）と第２のＳＬＭ（１２１６ｂ））は、コンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。図４４および４５にそれぞれ示されるように、ＳＭＬは、ＳＬＭ（１０１６）とＳＬＭ（１１１６）の上述のような機能を全て実行することができる。

第２のＳＬＭ（１２１６ｂ）を出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、ｆ３レンズ（１２２８）に向けられ得る。ｆ３レンズを出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は、遮断要素（１２２０）に向けられ得る。遮断要素（１２２０）は固定され得る。遮断要素（１２２０）は、ゼロ次スポットからの照射を抑えるために使用され得る。遮断要素（１２２０）を出た後、拡大エネルギービーム（１２５４）は、ｆ４レンズ（１２３８）に向けられ得る。ｆ４レンズ（１２３８）は集束レンズであり得る。ｆ４レンズ（１２３８）を出た後、拡大レーザービーム（１２５４）は第２のミラー（１２１４ｂ）に向けられ、続いて第３のミラー（１２１４ｃ）に向けられ得る。第３のミラー（１２１４ｃ）は、ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）を介して拡大レーザービーム（１２５４）を再配向し得る。第１のミラー（１２１４ａ）、第２のミラー（１２１４ｂ）、および／または第３のミラー（１２１４ｃ）は、コンピュータシステム（１１０１）で制御され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ定められるように拡大レーザービーム（１２５４）を再配向するために、第１のミラー（１２１４ａ）、第２のミラー（１２１４ｂ）、および／または第３のミラー（１２１４ｃ）を「オン」または「オフ」にすることができる。ダイクロイックミラーはショートパスダイクロイックミラーであってもよい。ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）は、拡大レーザービーム（１２５４）を焦点対物レンズ（１２３２）へと反射し得る。いくつかの例では、ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）を使用する代わりに、拡大レーザービーム（１２５４）を焦点対物レンズ（１２３２）へと再配向するために、ビームコンバイナーが使用され得る。ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）は、焦点対物レンズ（１２３２）へ拡大レーザービーム（１２５４）を再配向するために、コンピュータシステム（１１０１）により制御され得る。焦点対物レンズ（１２３２）は、印刷チャンバ（１２３４）に投影されると、拡大レーザービーム（１２５４）を集束させることがある。印刷チャンバ（１２３４）は培地チャンバ（１２２）であり得る。印刷チャンバ（１２３４）は、細胞含有培地、複数の細胞、細胞構成成分（例えば、細胞小器官）、および／または少なくとも１つのポリマー前駆体を含み得る。

印刷チャンバ（１２３４）は可動式ステージ（１２４６）に取り付けられ得る。可動式ステージ（１２４６）は、ｘｙステージ、ｚステージ、および／またはｘｙｚステージであり得る。可動式ステージ（１２４６）は手動で位置決めされ得る。可動式ステージ（１２４６）は自動的に位置決めされ得る。可動式ステージ（１２４６）はモーター駆動ステージであり得る。可動式ステージ（１２４６）は、コンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、ｘ方向、ｙ方向、および／またはｚ方向の可動式ステージ（１２４６）の動きを制御し得る。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ定められたｘ位置、ｙ位置、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１２４６）を自動的に位置決めすることができる。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約３μｍの位置精度で、あらかじめ定められたｘ位置、ｙ位置、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１２４６）を位置決めすることができる。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約２μｍの位置精度で、あらかじめ定められたｘ位置、ｙ位置、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１２４６）を位置決めすることができる。コンピュータシステム（１１０１）は、最大約１μｍの位置精度で、あらかじめ定められたｘ位置、ｙ位置、および／またはｚ位置で可動式ステージ（１２４６）を位置決めすることができる。コンピュータシステム（１１０１）は、三次元印刷の前、または三次元印刷中に、可動式ステージ（１２４６）の位置を自動的に調整することがある。コンピュータシステム（１１０１）は、コンピュータ制御されたｚ軸（例えば、垂直方向）の位置決め、および動的な位置フィードバックを提供するために、ピエゾ制御装置を含み得る。コンピュータシステム（１１０１）は、ユーザーが可動式ステージ（１２４６）の位置を制御することができるようにジョイスティックコンソールを含み得る。ジョイスティックコンソールは、ｚ軸コンソール、および／またはＸ軸とＹ軸コンソールであり得る。可動式ステージ（１２４６）は印刷チャンバホルダーを含み得る。印刷チャンバホルダーは、ブラケット、クリップ、および／または凹型試料ホルダーであり得る。可動式ステージ（１２４６）は、マルチスライドホルダー、スライドホルダー、および／または、ペトリ皿ホルダーを含み得る。可動式ステージ（１２４６）は、位置フィードバックを提供するためのセンサを含み得る。センサは容量センサであり得る。センサはピエゾ抵抗センサであり得る。可動式ステージ（１２４６）は、可動式ステージ（１２４６）を移動させる（または、位置決めする）、少なくとも１つのアクチュエーター（例えば、圧電アクチュエーター）を含み得る。

発光ダイオード（ＬＥＤ）コリメーター（１２４０）は、コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）の源として使用され得る。ＬＥＤコリメーター（１２４０）は、コリメートレンズおよびＬＥＤエミッタを含み得る。ＬＥＤは、無機ＬＥＤ、高輝度ＬＥＤ、量子ドットＬＥＤ、または有機ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、単色ＬＥＤ、二色ＬＥＤ、または三色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤは、青色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、オレンジ色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、スミレ色ＬＥＤ、ピンク色ＬＥＤ、または紫色ＬＥＤであり得る。ＬＥＤコリメーター（１２４０）は、ｆ６レンズ（１２４８）を介して、コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）のビームを投影し得る。ｆ６レンズ（１２４８）は集束レンズであり得る。コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）がｆ６レンズ（１２４８）を透過すると、コリメートされたＬＥＤ光（１１５６）は集光対物レンズ（１２３６）に向けられ得る。集光対物レンズ（１２３６）は、コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）を印刷チャンバ（１２３４）に集束させることができる。集光対物レンズ（１２３６）は、試料培地においてコリメートされたＬＥＤ光（１２５６）を集束させることができる。集光対物レンズ（１２３６）は、細胞含有培地においてコリメートされたＬＥＤ光（１２５６）を集束させることができる。コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）は、印刷チャンバ（１２３４）を通って焦点対物レンズ（１２３２）へと透過され得る。コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）が焦点対物レンズ（１２３２）を出ると、コリメートされたＬＥＤ光（１２５６）はロングパスダイクロイックミラー（１２２４）へと向けられ得る。ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）から反射されるコリメートされたＬＥＤ光（１２５６）は、試料放射物（１２２６）であり得る。ロングパスダイクロイックミラー（１２２４）は、ｆ５レンズ（１２４４）へと試料放射物（１２２６）を再配向し得る。ｆ５レンズは集束レンズであり得る。試料放射物（１２２６）がｆ５レンズ（１２４４）を透過すると、検出システム（１２３０）は、画像化のために試料放射物（１２２６）を検出および／または収集する。検出システム（１２３０）は、少なくとも１つの光電子増倍管（ＰＭＴ）を含み得る。検出システム（１２３０）は、少なくとも１つのカメラを含み得る。カメラは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、科学的ＣＭＯＳカメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、または電子増倍型電荷結合素子（ＥＭ－ＣＣＤ）であり得る。検出システム（１２３０）は、少なくとも１つのアレイベースの検出器を含み得る。

図１５は光検出システム（１３３０）を例証する。光検出システム（１３３０）は、直列に配置された複数のロングパスダイクロイックミラーを含み得る。光検出システム（１３３０）は、並列に配置された複数のロングパスダイクロイックミラーを含み得る。光検出システム（１３３０）は、直列および並列に配置された複数のロングパスダイクロイックミラーを含み得る。図４４～４６で示されるように、光路は、コリメートされたＬＥＤ光（１３５６）のビームを焦点対物レンズ上に投影するＬＥＤコリメーターを含み得る。コリメートされたＬＥＤ光（１３５６）が第１のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ａ）から反射されると、コリメートされたＬＥＤ光（１３５６）は試料放射物（１３２６）に変換され得る。試料放射物（１３２６）は、ｆ５レンズ（１３４４）を介して配向され得る。ｆ５レンズ（１３４４）は集束レンズであり得る。試料放射物（１３２６）がｆ５レンズ（１３４４）を出た後、試料放射物（１３２６）は、図１５に示されるように、第２のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｂ）、第３のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｃ）、第４のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｄ）、および第５のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｅ）を含む、一連のロングパスダイクロイックミラーに向けられ得る。試料放射物（１３２６）は、第２のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｂ）から、第１の光検出器（１３５２ａ）へと反射され得る。試料放射物（１３２６）は、第３のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｃ）から、第２の光検出器（１３５２ｂ）へと反射され得る。試料放射物（１３２６）は、第４のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｄ）から、第３の光検出器（１３５２ｃ）へと反射され得る。試料放射物（１３２６）は、第５のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｅ）から、第４の光検出器（１３５２ｄ）へと反射され得る。試料放射物（１３２６）は、第５のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｅ）から、第５の光検出器（１３５２ｅ）へと反射され得る。光検出器は光電子増倍管（ＰＭＴ）であり得る。光検出器はカメラであり得る。光検出器は、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、科学的ＣＭＯＳカメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、または電子増倍型電荷結合素子（ＥＭ－ＣＣＤ）であり得る。光検出器はアレイベースの検出器であり得る。光検出システム（１３３０）は、次第に赤色に推移したカットオフ波長を持つ複数のロングパスダイクロイックミラーを含み得る。いくつかの例では、第２のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｂ）は約４６０ｎｍのカットオフ波長を有し、第３のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｃ）は約５００ｎｍのカットオフ波長を有し、第４のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｄ）は約５４０ｎｍのカットオフ波長を有し、第５のロングパスダイクロイックミラー（１３２４ｅ）は約５７０ｎｍのカットオフ波長を有することがある。

光検出システム（１３３０）は、コンピュータシステム（１１０１）によって制御され得る。コンピュータシステム（１１０１）は、第１の光検出器（１３５２ａ）、第２の光検出器（１３５２ｂ）、第３の光検出器（１３５２ｃ）、および第４の光検出器（１３５２ｄ）によって得られた信号を収集および／または処理することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、コンピュータシステム（１１０１）によって収集および／または処理され得る、光検出システム（１３３０）の光検出器信号に基づいて、三次元印刷システムに制御フィードバックを提供することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、図４４～４６に記載される光学経路の任意の光学コンポーネントおよび／またはハードウェアに対する制御フィードバックを有し得る。コンピュータシステム（１１０１）は、図１５に示される光検出システム（１３３０）の任意の光学コンポーネントおよび／またはハードウェアに対する制御フィードバックを有し得る。コンピュータシステム（１１０１）は、光検出システム（１３３０）からの信号に応じて、例えば、ＳＬＭ、シャッター、可動式ステージ、ミラー、レンズ、焦点対物レンズ、ビームエキスパンダ、ＬＥＤコリメーター、回折格子、および／または遮断要素を制御することができる。

図５のＡは、多光子組織印刷ヘッド（１１８）の実施形態を例証する。多光子印刷ヘッド（１１８）は、レーザーシステム（１１６）から多光子レーザービーム（１２０）（１つ以上の波長を含む）を受け取ることができ、かつ、任意選択のスキャンヘッド、後方散乱光の収集および記録に使用されるロングパスミラー、および焦点対物レンズ（２００）から構成される仕上げ用のオプティクス（ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｏｐｔｉｃｓ）で構成される最終的な光路を介してビーム（１２０）を集束させ、ビーム（１２０）を培地チャンバ（１２２）に投影することができる。光は、印刷に使用されるのと同じ対物レンズによって集められ、その後、ロングパスミラーを介して、単一または一揃いのＰＭＴ、あるいはＣＣＤカメラへとそらされる。

いくつかの設計では、オプティックスは、光が組織印刷管に堆積する場所を容易に制御するために、光ファイバーケーブルを介してレーザーを送ることができる。

本明細書で開示されるシステムは、例えば、ますます低い倍率の様々な焦点対物レンズを利用することができ、視野はますます大きくなり得る。場合によっては、視野は、単一の投影領域において、顕微鏡が可能な印刷領域であり得る。場合によっては、５倍、１０倍、または２０倍の対物レンズが利用され得る。場合によっては、少なくとも約０．６～約１．２以上の範囲の高開口数を備えた対物レンズが利用され得る。本明細書で開示されるシステムは、例えば、約１倍～約１００倍の範囲の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約１倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約２倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約３倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約４倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約１０倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約２０倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約４０倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約６０倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。本明細書で開示されるシステムは、約１００倍の倍率を有する対物レンズを使用することができる。

印刷された組織の構造的な忠実度を維持するためには、水浸対物レンズは、細胞含有液体バイオゲル培地（１２６）内で入射角に実質的に一致するようになるのが理想的であり得る。大気とは大幅に異なる屈折率を有する液体培地内で印刷するとき、屈折率変化を補正した水浸対物レンズが使用され得る。

図５のＢは、第１の対物レンズ（２００ａ）と第２の対物レンズ（２００ｂ）とを含む印刷ヘッド（１１８）を例証する。図５のＢは、構造を画像化するための反転したオプティックスを例証する。本実施形態では、光は、反転したオプティックスによって集められ、図５のＢに示されるように、ＣＣＤカメラ、単一のＰＭＴに、あるいは一揃いのＰＭＴに導かれることで、多色画像が生成され得る。いくつかの実施形態では、第２の対物レンズヘッドは反転させられてもよく、画像は組織の下側から集められ、入射光は一連のロングパスミラーまたはバンドパスミラーを備えたＰＭＴによって読み取られてもよい。

多光子ベースのプリンターを印刷モードから画像化モードへ切り替えるために、ｘ、ｙのラスタースキャンが行われ得、および、ＤＭＤまたはＳＬＭの経路はバイパスされ得るか、あるいは、デバイスはオフまたは停止位置でレンダリングされ得るか、あるいは、ｘ、ｙのスキャンオプティクスに当たる単一のレーザーラインが存在するようにそれらを光路から取り除く。ＤＭＤまたはＳＬＭの経路は、場合によっては画像化に使用され得る。

画像化モードへの切り替えは、印刷プロセス中に様々な用途を有し得る：１）二光子励起が構造にわたってスキャンされるときのプロセスである、第２の高調波発生を介してコラーゲンが自然に発光を生成する際に、コラーゲン生成率をモニタリングするために画像化が使用され得る、２）印刷された組織の縁は、投影空間の縁に沿って血管と他の組織構造の適切な連結を促す画像化モードを使用して見つけられ得る、３）印刷された組織構造は、リアルタイムで投影された画像に対する構造的な一体性と忠実度について検証され得る、および、４）一時的に標識された細胞が使用される場合、検証またはモニタリングのプロセスのために、上記細胞は印刷された組織内に位置決めされ得る。上記実施形態のレーザーシステム（１１６）は、限定されないが、以下を含むソフトウェア制御の様々な点を有し得ることが認識できる：ＣＡＤ画像は、ＳＬＭおよび／またはＤＭＤのデバイスに接続された変更をプログラムすることによって投影され得る；ベッセルビームを作成するためにＴＡＧレンズが使用される場合、調整可能な音響勾配（ＴＡＧ）レンズのＴＡＧを誘発するために生成された電流は、コンピュータソフトウェアの制御下にあり得る；単一ビームの形でレーザー励起を配向し、かつ、マルチレーザー設計用のオン／オフのスイッチとして作用し得るミラーは、コンピュータソフトウェアによって制御され得る；減衰ホイールを介するレーザー強度および様々な周波数への調整は、ソフトウェア入力によって制御され得る；顕微鏡ステージの動作はソフトウェア制御下にあり得る；顕微鏡対物レンズまたは関連する光ファイバーの動作はソフトウェア制御下にある；動作またはオン／オフ状態による倒立型対物レンズ（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）のエッジ検出、照射、および制御は、ソフトウェア制御下にある；いかなる画像化または光路制御部（ミラー、シャッター、スキャンオプティクス、ＳＬＭ、ＤＭＤなど）も、ソフトウェア制御下にある。

迅速な印刷に対応するために、対物レンズ（２００）は光ファイバーケーブルを備えていてもよい。図６Ａは、着脱自在の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０）の実施形態を例証する。本実施形態では、アクセサリ（２５０）は、光ファイバーケーブル（２５２）、および、多光子組織印刷の印刷ヘッド（６Ａ～６Ｂには示されない）に取り付け可能な取り付け器具（図６Ａ～６Ｂには示されない）を含み得る。その後、光ファイバーケーブル（２５２）は、図６Ｂに例証されるように、培地チャンバ（１２２）の培地（１２６）内に位置決めされ得る。したがって、多光子レーザービーム（１２０）は、対物レンズ（２００）および光ファイバーケーブル（２５２）を通過して、レーザーエネルギーを培地（１２６）に送達し、あらかじめ定められた複合組織構造（２６０）を作成する。印刷プロセス中に顕微鏡の対物レンズ、あるいは、微細な組織構造を含む印刷管を動かさないようにするために、組織の大きな領域を印刷する必要がある場合には光ファイバーケーブル自体を動かすこともある。場合によっては、培地（１２６）への直接挿入により無菌性が損なわれないように、かつ、印刷された細胞が交差汚染されないように、アクセサリ（２５０）を滅菌するか、または置き換えることができる。

光ファイバーケーブルへのパワー入力に応じて、多光子レーザーは、光ファイバーケーブルのコアへの回復不能な損傷を誘導することもある。したがって、場合によっては、群遅延分散（ＧＤＤ）によって誘導された波長チャーピングは、レーザーパルスを延ばすために光子を効果的に分散させることにより、この可能性のある損傷を最小化するために提供され得る。これを使用して、印刷培地における細胞への損傷を最小化するか、または、光ファイバーケーブルの寿命を延ばすことができる。そのような場合、ＧＤＤデバイスは、ＳＬＭまたはＤＭＤの後に、および印刷ヘッドオプティクス（１１８）に入る前に、レーザーシステム（１１６）内に設けられ得る。

場合によっては、あらかじめ定められた組織の三次元印刷は、単一の対物レンズ（２００）、または光ファイバーアクセサリ（２５０）が付属する対物レンズ（２００）によって実行することができ、ここで、それぞれが別のレーザーラインに関連付けられ、かつ、組織の別の形状または部分を表す１～３つの異なる構成は、同じ対物レンズ（２００）を介してパルス化され得る。この場合、時間調整されたシャッターシステムは、投影されている画像間の干渉がなくなるか、または最小になるように、設置され得る。したがって、レーザー多重化を採用することで、組織構造の同じＣＡＤモデルを利用しながら、多くの点で組織構造の部分を同時に生成することが可能である。同様に、レーザー多重化は、異なっているが隣接するＣＡＤベースの組織モデルを利用し、より大きな構造印刷に必要な動作を最小限に抑えながら、全体的な印刷時間をさらに減らすことができる。例えば、血管床は、正常な循環で静脈の逆流を防ぐ、より大きな血管中の弁などの内部構造を有し得る。こうした弁構造は、血管壁と同時に印刷され得る。そのような場合、弁構造および／または血管壁に関連付けられる足場は、個々に印刷するのが困難な場合がある。

瞬間的に形成された三次元構造は、１回の印刷中に印刷空間の至る所で反復され得る。生物系において、構造全体にわたって小単位がしばしば反復され得る。それゆえ、１回の印刷での同じ構造の反復生成は、機能性組織を生成するのに有用であり得る。同じ細胞印刷材料からの追加の、非反復的で、微細な特徴の構造およびその後の構造は、印刷された第１の構造と並んでまたはそれに関連して作成され得る。

いくつかの実施形態では、多光子組織印刷の印刷ヘッド（１１８）は、図７～８に例証されるように、第１のレーザー対物レンズ（２００ａ）、第２のレーザー対物レンズ（２００ｂ）、および第３のレーザー対物レンズ（２００ｃ）を介して多光子励起の多くの印刷「ヘッド」またはソースを含み得る。図７はある実施形態を例証しており、ここで、多光子組織印刷の印刷ヘッド（１１８）が、第１のレーザー対物レンズ（２００ａ）、第２のレーザー対物レンズ（２００ｂ）、および第３のレーザー対物レンズ（２００ｃ）を含み、ここで、第１のレーザー対物レンズ（２００ａ）が第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）を含み得、第２のレーザー対物レンズ（２００ｂ）が第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）を含み得、第３のレーザー対物レンズ（２００ｃ）が第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）を含み得る。第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、および第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）は、単一の培地チャンバ（１２２）へ向けられ得る。培地チャンバ（１２２）は、各光ファイバーケーブルアクセサリによる（例えば、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、および第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）を介して）ポートアクセスを有する開放上部または密閉上部を有し得る。この配置は、大きく急速な組織印刷の速度を上げつつ、最終的な組織構造に対する制御を維持することができる。場合によっては、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、および第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）は、同じ組織構造の投影を送達することができる。その他の場合、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、および第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）はそれぞれ、異なる組織構造の第１のレーザービーム投影（１２０ａ）、第２のレーザービーム投影（１２０ｂ）、および第３のレーザービーム投影（１２０ｃ）をそれぞれ送達することができる。複数のレーザー対物レンズの柔軟な配置と、培地チャンバ（１２２）内の同じ領域へ光ファイバーケーブルを配向する能力を考慮すると、組織構造は同時に印刷され得る。結果として生じる組織構造は一体的に結合されることもあれば、結合されないこともある。所定の組織構造の印刷時間は、動作制限をいくらか考慮して、および、それぞれの追加の励起源について説明されるべき考慮事項を考慮して、レーザー送達要素の数に対して反比例の関係を有し得る。

図８はある実施形態を例証しており、ここで、多光子組織印刷の印刷ヘッド（１１８）は、第１の対物レンズ（２００ａ）、第２の対物レンズ（２００ｂ）、第３の対物レンズ（２００ｃ）、第４の対物レンズ（２００ｄ）、第５の対物レンズ（２００ｅ）、および第６の対物レンズ（２００ｆ）を含み得、ここで、対物レンズはそれぞれ、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）、第４の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｄ）、第５の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｅ）、および第６の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｆ）をそれぞれ含み得、これらは、別の第１の培地チャンバ（１２２ａ）、第２の培地チャンバ（１２２ｂ）、第３の培地チャンバ（１２２ｃ）、第４の培地チャンバ（１２２ｄ）、第５の培地チャンバ（１２２ｅ）、および第６の培地チャンバ（１２２ｆ）にそれぞれ向けられる。複数の培地チャンバはマルチウェルプレートであってもよく、マルチウェルプレートの各ウェルは別の個々の培地チャンバである。場合によっては、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）、第４の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｄ）、第５の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｅ）、および第６の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｆ）は、同じ組織構造の少なくとも１つの投影を送達することができる。これは、組織構造の複数の複製を同時にもたらす。その他の場合、第１の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ａ）、第２の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｂ）、第３の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｃ）、第４の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｄ）、第５の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｅ）、および第６の光ファイバーケーブルアクセサリ（２５０ｆ）は、異なる組織構造の第１の多光子レーザービーム投影（１２０ａ）、第２の多光子レーザービーム投影（１２０ｂ）、および第３の多光子レーザービーム投影（１２０ｃ）を送達することができる。場合によっては、印刷時間は、複数の複製を同時に生成する能力ゆえに、大幅に減少され得る。

いくつかの実施形態では、多光子組織印刷の印刷ヘッド（１１８）は、図９に例示されるように、第１の対物レンズ（２００ａ）、第２の対物レンズ（２００ｂ）、および第３の対物レンズ（２００ｃ）を含む対物レンズの連続アレイを含み得る。本実施形態では、各対物レンズは、別の培地チャンバと位置合わせされ得る。例えば、第１の対物レンズ（２００ａ）は第１の培地チャンバ（１２２ａ）と位置合わせされてもよく、第２の対物レンズ（２００ｂ）は第２の培地チャンバ（１２２ｂ）と位置合わせされてもよく、第３の対物レンズ（２００ｃ）は第３の培地チャンバ（１２２ｃ）と位置合わせされてもよい。いくつかの例では、複数の培地チャンバは、マルチウェルプレート（３００）のウェルであり得る。いくつかの実施形態では、第１の対物レンズ（２００ａ）、第２の対物レンズ（２００ｂ）、および第３の対物レンズ（２００ｃ）は、同じ組織構造の投影を送達することができる。その他の場合、レーザービーム投影は１つのウェルごとに相違することがある。第１の対物レンズ（２００ａ）、第２の対物レンズ（２００ｂ）（図１０に示されず）、および第３の対物レンズ（２００ｃ）（図１０に示されず）は、レーザービーム投影を各ウェルに送達するために、図１０に例証されるように、ｘおよびｙの方向にマルチウェルプレート（３００）上を動くようにプログラムされ得る。あるいは、対物レンズが静止したままである一方で、マルチウェルプレート（３００）がｘおよびｙの方向に動くことが認識できる。したがって、例えば、３つの対物レンズを有する連続レイは、２工程で、６つのウェルプレート中の組織を印刷することができ、すなわち、３つの組織構造を同時に、その後さらに３つの組織構造を同時に印刷することができる。限定されないが、少なくとも約９６ウェル～約３９４ウェル、またはそれ以上を含む、任意の数のウェルを有するプレートを使用してもよいことが認識され得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも第１の培地チャンバ（１２２ａ）を含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも１ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも４ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも６ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも８ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも１２ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも１６ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも２４ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも４８ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも９６ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも３８４ウェルを含み得る。マルチウェルプレート（３００）は少なくとも１５３６ウェルを含み得る。
本明細書に記載される実施形態では、より大きな空間を印刷するために、顕微鏡ステージは移動することができ、顕微鏡ヘッドは移動することができ、および／または、印刷オブジェクトに取り付けられた関連する光ファイバーケーブルは移動することができることが認識され得る。

臓器およびオルガノイドを印刷する方法
本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法およびシステムを提供する。一態様では、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法は、培地を含む培地チャンバを提供する工程を含み、上記培地は、（ｉ）複数の細胞と（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体とを含む。次に、少なくとも１つのエネルギービームは、コンピュータメモリにおける３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、三次元（３Ｄ）投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、培地チャンバ内の培地に向けられ得る。これにより、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部が形成され得、上記３Ｄリンパ系オルガノイドは、（ｉ）複数の細胞の少なくともサブセットと、（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーとを含む。次に、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法は、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも１つの部分を１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件にさらすことを含み得る。

他の態様では、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法は、（ｉ）複数の細胞を含むマトリックスを含む三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）１つ以上の免疫タンパク質を産生するために３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。

別の態様では、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法は、第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程を含む。第１の培地は、第１の複数の細胞および第１のポリマー前駆体を含み得る。次に、少なくとも１つのエネルギービームは、三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドの第１の部分を形成するべく培地チャンバにおける第１の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータメモリにおける３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第１の培地に向けられ得る。次に、上記方法は、培地チャンバにおいて第２の培地を提供することができる。第２の培地は、第２の複数の細胞および第２のポリマー前駆体を含み得る。第２の複数の細胞は、第１の複数の細胞とは異なるタイプであり得る。次に、上記方法は、３Ｄリンパ系オルガノイドの第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程を含む。次に、上記方法は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１と第２の部分をさらす工程を含み得る。

他の態様では、１つ以上の免疫タンパク質を産生する方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞とを含むマトリックスを含む三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）１つ以上の免疫タンパク質を産生するために３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。

本開示の別の態様は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、該システムは、複数の細胞と１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含有するように構成された培地チャンバを含む。上記システムは、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に接続された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように個別にあるいはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、培地チャンバ中の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように個別にあるいはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部をさらすように、個々にあるいはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部から１つ以上の免疫タンパク質を抽出するように、個々にあるいはまとめてさらにプログラムされ得る。

本開示の別の態様は、ヒト免疫タンパク質の集団を生成する方法を提供し、上記方法は、三次元リンパ系オルガノイドをバイオプリントするために多光子レーザーバイオプリンティングシステムを使用する工程を含む。次に、上記方法は、ヒト免疫タンパク質の集団の産生を刺激するために、三次元リンパ系オルガノイドを抗原にさらす工程を含み得る。次に、上記方法は、三次元リンパ系オルガノイドからヒト免疫タンパク質の集団を抽出する工程を含み得る。

１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部をさらすことを含み得る。抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択されてもよい。抗原は、外因性の抗原、内因性の抗原、自己抗原、ネオ抗原、またはこれらの組み合わせであってもよい。ネオ抗原は、正常なヒトゲノムには存在しない抗原として本明細書で定義される。ネオ抗原は、腫瘍抗原、ウイルス抗原、操作された抗原、または合成抗原であってもよい。

本開示の方法は、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部から１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程をさらに含み得る。１つ以上の免疫タンパク質は、ヒト免疫タンパク質であってもよい。免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択され得る。抗体は、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）抗体であり得る。ＩｇＧ抗体は、ヒトＩｇＧ抗体であり得る。免疫タンパク質は、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＤの抗体、またはこれらの組み合わせであり得る。免疫タンパク質は、抗体フラグメント、抗体ドメイン、免疫グロブリン重鎖、免疫グロブリン軽鎖、またはこれらの組み合わせであり得る。抗体フラグメントは、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）、単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）、またはこれらの組み合わせであり得る。免疫タンパク質は多価組換え抗体であり得る。多価組換え抗体は、ダイアボディ（例えば、小さな組換え二重特異性抗体）、ミニボディ（例えば、操作された抗体フラグメント）、トリアボディ、テトラボディ、またはこれらの組み合わせであり得る。免疫タンパク質は、操作された免疫タンパク質、合成の免疫タンパク質、またはこれらの組み合わせであり得る。合成の免疫タンパク質は、核酸アプタマー、非免疫グロブリンタンパク質足場、非免疫グロブリンペプチドアプタマー、アフィマー（ａｆｆｉｍｅｒ）タンパク質、またはこれらの組み合わせであり得る。

複数の細胞は対象に由来し得る。複数の細胞は自己由来であり得る。複数の細胞は同種異系であり得る。複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびそのサブセット、エフェクターＴ細胞およびそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球およびそのサブセット、マクロファージおよびそのサブセット、白血球およびそのサブセットからなるリストから選択され得る。Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択され得る。Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択され得る。

３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択され得る。３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および涙滴形状からなるリストから選択され得る。３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は涙滴形状であり得る。

３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部のポリマーは、ネットワークを形成し得る。ポリマーは、コラーゲン、ヒアルロン酸、および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、寒天、またはこれらの組み合わせであり得る。ポリマーは、細胞外マトリックス成分を含み得る。３Ｄリンパ系オルガノイドを作製するために使用される細胞外マトリックス成分の非限定的な例は、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、およびケラタン硫酸などのプロテオグリカン、ヒアルロン酸、コラーゲン、およびエラスチンなどの非プロテオグリカン多糖、フィブロネクチン、ラミニン、ニドゲン、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。これらの細胞外マトリックス成分は、多光子励起により、または１つ以上の化学的なドープ剤の多光子励起によって直接引き起こされた架橋結合を促進するために、アクリレート、ジアクリレート、メタクリレート、シンナモイル、クマリン、チミン、または他の側鎖基、あるいは化学的に反応性の部分で官能化され得る。場合によっては、光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーは、細胞含有構造を作成するために、細胞外マトリックス成分と合わせて使用され得る。光重合性マクロマーの非限定的な例としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アクリレート誘導体、ＰＥＧメタクリレート誘導体、およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体が挙げられ得る。いくつかの例では、細胞含有構造を作成するために使用されるコラーゲンは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、およびＸ型のコラーゲンなどの線維性コラーゲン、ＩＸ、ＸＩＩ、およびＸＩＶ型のコラーゲンなどのＦＡＣＩＴコラーゲン、ＶＩＩＩおよびＸ型のコラーゲンなどの短鎖コラーゲン、ＩＶ型コラーゲンなどの基底膜コラーゲン、ＶＩ型コラーゲン、ＶＩＩ型コラーゲン、ＸＩＩＩ型コラーゲン、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。

３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部のポリマーは、生体材料と合成材料のハイブリッドを含む、合成され、かつ、哺乳動物組織に固有でない他の重合性モノマーを含有していてもよい。例示的な混合物は、約５０％ｗ／ｖのポリエチレングリコールジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）を加えた約０．４％ｗ／ｖのコラーゲンメタクリレートを含み得る。重合を引き起こす光重合開始剤は、紫外線（ＵＶ）、赤外線（ＩＲ）、または可視光線の範囲において反応性であり得る。こうした２つの光重合開始剤の例は、エオシンＹ（ＥＹ）とトリエタノールアミン（ＴＥＡ）であり、これらは、組み合わせられると、可視光（例えば、約３９０～７００ナノメートルの波長）への露光に反応して重合することがある。光重合開始剤の非限定的な例としては、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイン誘導体、ベンジケタール（ｂｅｎｚｉｋｅｔａｌ）、ヒドロキシアルキルフェノン、アセトフェノン誘導体、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＰＴ）、アクリロイルクロライド、過酸化ベンゾイル、カンファーキノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、および２－ヒドロキシ－１－［４－（ヒドロキシエトキシ）フェニル］－２－メチル－１－プロパノンが挙げられ得る。ヒドロキシアルキルフェノンは、４－（２－ヒドロキシエチルエトキシ）－フェニル－（２－ヒドロキシ－２－メチルプロピル）ケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）２９５）、１－ヒドロキシシクロヘキシル－１－フェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４）、および２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１）を含み得る。アセトフェノン誘導体は、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（ＤＭＰＡ）を含み得る。チオキサントンはイソプロピルチオキサントンを含み得る。

ポリマーによって形成されたネットワークは、細網状、アモルファス、またはネットであってもよい。ネットは、組織化されたネットであってもよい。組織化されたネットは、反復パターンを含み得る。ネットワークは、構造化したネットワークであってもよい。ネットワークは、構造化されていないネットワークであってもよい。ネットワークはハイブリッド格子であってもよく、それは構造化された部分と構造化されていない部分の混合物を含む。ネットワークは、二次元ネットワークであってもよい。ネットワークは、三次元ネットワークであってもよい。三次元ネットワークは、四面体ネットワーク、ピラミッド形状のネットワーク、六面体ネットワーク、多面体ネットワーク、またはこれらの組み合わせであり得る。ポリマーによって形成されたネットワークは、メッシュであってもよい。メッシュは、三角形のメッシュ、八角形のメッシュ、六角形のメッシュ、長方形のメッシュ、四角形のメッシュ、ダイヤモンドのメッシュ、環状のメッシュ、またはこれらの組み合わせであり得る。メッシュは、単位面積当たり可変サイズの各細胞を有し得る。アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計され得る。細胞間相互作用は、Ｂ細胞とＴ細胞のコンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞とマクロファージ、Ｔ細胞と樹状細胞の相互作用、Ｔ細胞との間質細胞の相互作用、Ｂ細胞との間質細胞の相互作用、または樹状細胞との間質細胞の相互作用であり得る。アモルファスネットワークは、細胞のニッチ間の、または、細胞のニッチ内での移動を促すように設計され得る。

一態様では、本開示は、臓器および／またはオルガノイドを印刷する方法を提供する。上記方法は、レーザー光線源による光重合性材料の重合を含み得る。臓器および／またはオルガノイドは二次元または三次元であってもよい。臓器および／またはオルガノイドはリンパ節であってもよい。オルガノイドはランゲルハンス島であってもよい。オルガノイドは毛包であってもよい。臓器および／またはオルガノイドは、腫瘍および／または腫瘍スフェロイドであってもよい。オルガノイドは、限定されないが、衛星細胞、嗅神経鞘細胞、腸内グリア、乏枝神経膠、星状膠細胞、および／またはミクログリアを含む、シュワン細胞および膠細胞などの神経束および支持細胞であってもよい。オルガノイドはネフロンであってもよい。オルガノイドは肝臓オルガノイドであってもよい。オルガノイドは腸陰窩であってもよい。臓器および／またはオルガノイドは、一次リンパ器官、脾臓、肝臓、膵臓、胆嚢、垂、脳、小腸、大腸、心臓、肺、膀胱、腎臓、骨、蝸牛、卵巣、胸腺、気管、角膜、心臓弁、皮膚、靭帯、腱、筋肉、甲状腺、神経、および／または血管などの二次リンパ器官であってもよい。

本明細書に開示される印刷プロセスによる臓器またはオルガノイドの組織化は、細胞の少なくとも約１、１０、５０、１００、２００、３００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１００００、１０００００、または１００００００以上の層の連続的な堆積を必要とすることもあれば、その連続的な堆積によって実行されることもある。印刷プロセスによるリンパ器官の組織化は、細胞の１～１００の間の層の連続的な堆積を必要とすることもあれば、その連続的な堆積によって実行されることもある。細胞の層のサイズは組織に依存し得る。細胞の層のサイズはより大きな三次元構造を含むこともあり、この三次元構造は、細胞の１つの層であることもあれば、細胞の複数の層を含むこともある。細胞の層は、少なくとも１０、１０^２、１０^３、１０^４、１０^５、１０^６、１０^７、１０^８、１０^９、１０^１０、またはそれ以上の細胞を含み得る。他の細胞型に対するそれぞれの細胞型の正確な配置が望ましい場合、以前に使用された培地を除去するために、細胞は、洗浄工程を間に挟む連続的な工程で印刷されてもよい。あるいは、大型の細胞型が大きなサイズの孔で封入され、小型の細胞型が小さなサイズの孔で封入されるように、様々なサイズの２つ以上の細胞型は、異なる重合波長および孔径の２つの光重合性材料を同時に使用して印刷されることがある。細胞骨格は利用可能な空間に基づいてリモデリングすることができるため、細胞はその核のサイズに合わせて孔中で封入される。

レーザー光線源は、光重合性材料の重合を引き起こすために紫外線の高エネルギーの緑、青、白、または低い周波数を使用することもあれば、任意の波長の高解像度多光子光源が使用されることもある。高解像度で無毒な多光子投影技術は、天然のＢ細胞親和性成熟を繰り返す明暗領域の展開を可能にする詳細な胚中心を印刷するのに一意的に適している。この方法は、機能性コラーゲンベースの臓器および／またはオルガノイド、例えば、リンパ節オルガノイドを作製するために、リンパであれ循環系であれ、血管系のマイクロ流体の操作と組み合わせて使用され得る。細胞含有構造または細胞とともに播種されるバイオゲルを印刷するために、可視光と紫外線光の無毒な波長が代替的に使用されてもよい。

本開示は、エネルギー源（１０００）（例えば、レーザー、とりわけ高解像度多光子レーザービームであるが、他の可能性のある光源も含む）からのレーザービーム（１００２）の二次元あるいは三次元の投影によって、リンパ器官またはオルガノイドを印刷することを包含する。レーザー光線（１００２）は、天然の構造または機能、とりわけヒトのリンパ器官またはオルガノイドに似ている最終生成物を生成するためにあらかじめ定められたパターンで、細胞含有培地（１２６）の重合を引き起こすことを目的としている。リンパ器官は、抗体の産生、抗原に対する化学的（例えば、サイトカイン）反応あるいは細胞応答として定義される、機能的で完全な免疫応答を開始および実行することができる小さく、完全に機能的な免疫細胞含有構造として本明細書で定義される。リンパ系オルガノイドは、細胞のレベルでの任意のタイプの免疫活性を実証することができる部分的に完全なリンパ器官として本明細書で定義される。免疫活性としては、限定されないが、（ａ）細胞表面タンパク質のアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションによって定義されるような細胞活性化、（ｂ）有糸***細胞***、（ｃ）細胞運動の変化、（ｄ）印刷された構造内の機能細胞運動、（ｅ）抗体、サイトカイン、またはケモカインなどのタンパク質産生における変化によって測定されるような免疫応答の発生、および（ｆ）Ｂ細胞の典型的な体細胞超変異などの活性化に関連付けられる突然変異による新規なタンパク質の発生が挙げられる。

複数の工程で単一のユニットとして印刷されたＢ細胞胚中心（ＧＣ；図１８Ａ）および胸腺様発達ニッチ（図１８Ｂ）の形成などの、基本的なリンパ節機能を再現し、リンパ球の相互作用と機能的免疫応答の発達を支援する細胞のニッチと微細構造を提供するように設計されたリンパ節オルガノイドまたはリンパ球含有構造。リンパ系オルガノイドは、図１８Ａおよび１８Ｂで示されるものの部分的構造を含む、免疫細胞の任意の半機能的な凝集体であり得る。

図１８Ａを参照すると、Ｂ細胞胚中心（１０５）は、Ｂ細胞（１０７）が増殖して体細胞超変異にさらされるＢ細胞の密集した暗領域（１０６）と、Ｂ細胞が、限定されないが機能的な受容体の突然変異あるいは再構成の後に溶性因子およびリガンドベースの細胞表面相互作用（１１２）を含む正のシグナルを受け取るために、限定されないが、樹状細胞、単球、他のＢ細胞（１０３）、および／またはＴ細胞（１１１）を含む、全抗原保有細胞および／または補助支持細胞（１０９）と相互作用する明領域（１０８）とに機能的に分離され得る。正のシグナル（１１２）が受け取られると、Ｂ細胞（１０７）は暗領域（１０６）に戻り、増殖および受容体の突然変異のプロセスを継続する。支配的なＢ細胞クローンが、血漿Ｂ細胞（１１３）、秘密成熟した（ｓｅｃｒｅｔ ｍａｔｕｒｅ）、クラスを切り替えられた、高度に特異的な抗体（１１４）に選択され、この抗体になるまで、このプロセスは繰り返される。明領域と暗領域との間の移動は、補助細胞、および／またはバイオプリンティングマトリックス（１１５）に含まれる材料によって設定された内因性のケモカイン勾配によって誘導された単一の細胞移動により生じる。

図１８Ｂは胸腺様発達ニッチを示す。印刷された構造は、増殖および成熟する際に胸腺オルガノイド中の皮質組織から骨髄組織に向かって移動する、胸腺中のＴ細胞の連続的な発達を模倣し得る。この移動の方向は、図１８Ｂの矢印（２３０）によって表される。これらの移動は、局所的な細胞集団によって確立された局所的なケモカイン勾配を感知する細胞と、細胞ニッチの確立を助けるために細胞の印刷マトリックスへの薬剤の導入によってガイドされる。限定されないが、皮質の上皮細胞（２１６）、髄質上皮細胞（１１７）、樹状細胞（２１８）、およびマクロファージ（１１９）を含む補助細胞の混合の分布は、Ｔ細胞が、Ｔ細胞の発達のその段階で最も重要な補助細胞に近接していることを保証する。この構造は、胸腺カプセル（２２０）、皮質領域（１２１）、および骨髄領域（１２３）で構成される。未成熟の胸腺細胞、ダブルネガティブＴ細胞、およびマクロファージ（図１８Ｂでは示されず）は、アポトーシスの胸腺細胞をきれいにするために皮質全体に分散され得る。胸腺の深いところでは、髄質上皮細胞、多量のマクロファージ、および骨髄起原の樹状細胞は、成熟胸腺細胞と密接に関連しており、さらなる発達を促す。発達のプロセスの間、ダブルネガティブ未成熟胸腺細胞（１２５）は、皮質構造（１３１）と補助細胞（２１６）を通って髄質（１２３）へ移動し、単一のポジティブ胸腺細胞（１３５）、骨髄領域へ分化して、正のＣＤ４あるいはＣＤ８である成熟胸腺細胞（１３７）になる。このプロセスの間に、一部の細胞は細胞死を経て、アポトーシス細胞（１３３）になり得る。

図１９で示されるように、これらの印刷された構造の形状は、平らまたは円環面のような底部を有し得、かつ、可変の表面積構成を可能にするために中空または窪んだ中心を含み得る、球状、楕円形、卵形、あるいは卵形（１３４）；正方形、長方形、立方形、あるいは任意の多角形形状（１３５）；自由形状（とりわけ、自由形状の設計が多細胞のニッチの非対称球体の形成を促すことを意図している場合）（１３６）；または、任意の方向から来る長い尾を有する涙滴形状（１３７）であってもよい。

Ｂ細胞（１３８）が球体または半スフェロイド構造の構造（１３９）のより大きな末端でクラスター化され、補助細胞（１４３）が一方または両方の側で先細りになるように、リンパ器官およびオルガノイドは涙滴形状（１３７）で図２０で示されるように印刷され得る。Ｂ細胞は、親和性成熟プロセスの間に、組織化された細胞ニッチを介する局所的なケモカイン勾配に応答する独立した運動型であってもよい。図は、非対称の涙滴形状、１つの尾（１４１）、および、２つの尾（１４２）の上から見た図の３Ｄ構造の断面として例証される。

リンパ器官およびオルガノイドは、図２３に示されるように印刷され得る。図２３は、本明細書で開示される方法によって生成された三次元印刷されたリンパ節オルガノイドの顕微鏡画像を示す。Ｔ細胞およびＢ細胞は、リンパ節オルガノイドの別の領域へと物理的に区画されることが示されている。Ｔ細胞領域は、Ｔ細胞と支持補助細胞の混合物とを含む組織の領域を示す。Ｂ細胞領域は、Ｂ細胞と支持補助細胞の混合物とを含む組織の領域を示す。

ケモカイン勾配は、封入された細胞ネットワークの一部である細胞によって確立され得るか、または、ケモカイン勾配は印刷プロセスの一部として堆積され得る。

Ｂ細胞、Ｔ細胞、濾胞樹状細胞、および他の細胞型は、懸濁状態で印刷され、培養皿／ウェルプレートの底部あるいは側部に付着され得るか、または、コラーゲンまたは別の生体材料、生体適合性材料、あるいはバイオ不活性材料のネットワーク内で印刷され得る。

細胞がネットワーク内で印刷される場合、ネットワークは細網状、アモルファス、あるいは組織化されたネットで配置されてもよい。組織化されたネットは、反復された幾何学的パターン、あるいは、六角形、正方形／長方形、菱形、円形、半円形、球状、半球状、または本明細書の形状の任意の組み合わせを含む他のパターンを備えた任意のネットである。細網状またはアモルファスのネットは、迅速な作製と、細胞を封入して封じ込めることができることを主な目的として、幾何学模様をさほど考慮せず作製される。さらに、一部ネットは訓練されていない観察者にはアモルファスに見えることがあるが、実際には、細胞ニッチ間あるいは細胞ニッチ内部での細胞間相互作用あるいは細胞の移動を促すように設計された特定の形状あるいは設計を有する。

天然の構造は撮像データから得られ、定められた縁、および／または、正確には画定されていないが、重合性ヒドロゲルへ投影される指定範囲内のどこかに含まれる縁である灰色領域を有する、二次元または三次元の画像へとレンダリングされ得る。そのような画像データは、免疫応答中に細胞間相互作用を支持する多細胞ニッチの正確な再形成を可能にするのに十分な詳細を提供し得る。多細胞ニッチは、外来性の病原体または材料の受容体認識に基づき、単一のＢ細胞あるいはＴ細胞の選択のための免疫系において発達する。受容体の高い反応性、または免疫応答中の高親和性認識は、そのＢ細胞あるいはＴ細胞に関する選択と、さらなる細胞***、および高反応性の受容体を発現する細胞数の拡大を引き起こす。これらの多細胞ニッチにおける高反応性の受容体によって送信された生存シグナルについての競合は、最も反応性のＢ細胞あるいはＴ細胞の正の選択を引き起こす。天然のリンパ節構造は、高反応性の細胞の選択および増殖を支持する特定の細胞間相互作用の配列に依存するこの選択プロセスの展開を支持することができる。したがって、細胞間相互作用および独立した細胞移動を可能にする三次元の天然の構造は、Ｂ細胞およびＴ細胞のクローン選択プロセスの必要不可欠な構成要素である。したがって、この構造は印刷されたリンパ節の重要な構成要素であり、特に印刷プロセス中に多光子レーザーの使用によって与えられるものであるが、波面形状の多光子レーザー光線の投影によって達成された解像度のこのレベルで印刷することなく、機能を達成することが可能である。

多細胞ニッチ内に生じ得る細胞間相互作用としては、限定されないが、Ｂ細胞－Ｔ細胞コンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞－マクロファージ、Ｔ細胞－樹状細胞の相互作用）、および、Ｔ細胞、Ｂ細胞、ならびに樹状細胞との間質細胞の相互作用が挙げられる。相互作用は明確に対になった相互作用ではなく、様々な型の細胞のクラスターまたは塊がしばしば、免疫反応中に、とりわけ、確立された細胞ニッチまたは組織のような構造中に形成される。

Ｔ細胞は、本明細書で使用される場合、限定されないが、ＣＤ８＋またはＣＤ４＋ Ｔ細胞を含む、Ｔ細胞の任意の形態を指し得る。Ｂ細胞は、限定されないが、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、またはＢ２Ｂ細胞を含む、任意の発達相のＢ細胞を指し得る。

図１７は、構造が現時点で理解されているような一般化された詳細なリンパ器官を示し、画像データから得られ得るすべての構造的な詳細を必ずしも含むわけでなければ、最終生成物がすべての示された構造的な詳細を必ずしも含むわけではなく、リンパ器官およびオルガノイドは本明細書では、その機能によって最終的には定義される。

複数のオルガノイド単位は、大きな臓器、最大で完全サイズの臓器を生成するために単一構造内で印刷され得る。複数のリンパ系単位は、大きな免疫臓器、最大で完全サイズのリンパ節または胸腺を生成するために単一構造内で印刷され得る。サイズの制限因子は血管新生であり、これはほとんどの気体と栄養素の拡散限界により、幅２００ミクロンよりも大きな組織に必要不可欠である。完成したリンパ器官またはオルガノイドは、血管新生なしで５０～２００ミクロンの厚みであり得る。血管新生化する場合、組織は５０ミクロン～１０ｃｍの厚さであってもよく、任意の形状またはサイズであってもよく、循環血管系とリンパ管系の両方を含み得る。血管系は、弁および／または括約筋を含み得る。いくつかの実施形態では、血管系は、天然の微小血管系と非常に類似するように意図されたネット（５００）内の内皮細胞またはその前駆体を印刷することによって達成され得るが、その構造は高解像度画像データから得られる。毛細血管床は、関連する解剖学的構造に従って、大きな細動脈および動脈から分岐し、細静脈および静脈へと分岐する場合がある。

別の態様では、本開示は、ヒト免疫タンパク質の集団を生成する方法を提供する。上記方法は、培地を提供する工程を含み得る。培地は、複数の細胞および１つ以上のポリマー前駆体を含み得る。ポリマー前駆体は、バイオゲル前駆体であってもよい。上記方法は、基材上に培地の少なくとも１つの層を堆積させる工程を含み得る。基材は、培地チャンバであってもよい。基材は、組織培養プレートまたはウェルであってもよい。基材は、マイクロ流体チャンバであってもよい。基材は、マイクロ流体チップであってもよい。基材は、ポリマー足場であってもよい。

上記方法は、複数の細胞の少なくともサブセットと、１つ以上のポリマー前駆体から形成されたバイオゲルとを含む、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するために、培地の少なくとも１つの層をエネルギー源にさらす工程を含み得る。上記方法は、三次元（３Ｄ）投影に従ってパターン化された、培地の層ごとの堆積を含み得る。３Ｄ投影は、コンピュータメモリ中の３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従うこともある。三次元（３Ｄ）投影に従ってパターン化された培地の層ごとの堆積およびバイオゲルの形成は、エネルギー源（例えば、レーザー）に培地をさらすことによって行われ得る。例えば、レーザーは、培地中のポリマー前駆体を重合するために、および、複数の細胞とバイオゲルを含む３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するために、３Ｄ投影に従って光路に沿って投影され得る。他の態様では、上記方法は、基材上に培地の少なくとも１つの微小液滴を堆積させるために、ピペットまたは毛細管を用いた手動での培地の層ごとの堆積を含み得る。この例では、印刷されるパターンを含む３Ｄ投影は必要ではない場合があり、むしろ、培地の微小液滴は、バイオゲルと複数の細胞とを含む３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するために、いったん堆積されると、エネルギー源（例えば、熱または光源）にさらされ得る。さらに別の態様では、上記方法は、マイクロ流体デバイスの使用による培地の層ごとの堆積を含み得る。マイクロ流体デバイスは、基材上に層ごとに堆積する培地の微小液滴の総量を制御し得る。マイクロ流体デバイスは、基材上に層ごとに堆積する培地の各微小液滴あたりの細胞の総数を制御し得る。さらに別の態様では、上記方法は、プリンターの使用による培地の層ごとの堆積を含み得る。プリンターは、レーザープリンター、層ごとのインクジェット・プリンター（例えば、サーマルインクジェット・プリンターあるいは圧電インクジェット・プリンター）、層ごとの押し出し３Ｄプリンター（例えば、空気押し出し式バイオプリンターあるいは機械押し出し式バイオプリンター）、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。細胞が機能性多細胞の組織ニッチへと組織化され得るように、培地の微小液滴は他の微小液滴と組み合わされてもよい。

層状の微小液滴は、エネルギー源を使用して、または、化学物質（例えば、架橋剤もしくは光重合開始剤）を介して、順番に、あるいは、一度に全て、硬化、融合、凝固、ゲル化、架橋、重合、あるいは光重合され得る。エネルギー源は、エネルギービーム、熱源、あるいは光源であり得る。エネルギー源は、ファイバーレーザー、短パルスレーザー、またはフェムト秒パルスレーザーなどのレーザーであり得る。エネルギー源は、サーマルプレート、ランプ、オーブン、温水浴槽、細胞培養インキュベータ、加熱チャンバ、炉、乾燥炉、またはこれらの任意の組み合わせなどの熱源であってもよい。エネルギー源は、白色光、赤外光、紫外線（ＵＶ）光、近赤外線（ＮＩＲ）光、可視光、発光ダイオード（ＬＥＤ）、またはこれらの任意の組み合わせなどの光源であり得る。エネルギー源は、超音波プローブ、ソニケーター、超音波洗浄機、またはこれらの任意の組み合わせなどの音響エネルギー源であり得る。エネルギー源は、マイクロ波源またはこれらの任意の組み合わせなどの電磁放射線源であり得る。

培地は、バイオゲルを形成するために物理的に重合され得る。培地は、バイオゲルを形成するために熱源によって重合され得る。培地は、バイオゲルを形成するために、例えば、架橋剤の使用によって、化学的に重合され得る。架橋剤の非限定的な例としては、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）－カルボジイミド（ＥＤＣ）、グルタルアルデヒド、および１－エチル－３－３－ジメチルアミノプロピルカルボジイミド（ＥＤＡＣ）が挙げられる。培地は、光重合開始剤、架橋剤、コラーゲン、ヒアルロン酸および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、寒天、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。バイオゲルは、光重合開始剤、架橋剤、コラーゲン、ヒアルロン酸および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、寒天、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。ポリマー前駆体は、コラーゲン、ヒアルロン酸、および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、寒天、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。

バイオゲルはヒドロゲルであり得る。バイオゲルは生体適合性ヒドロゲルであり得る。バイオゲルはポリマーヒドロゲルであり得る。バイオゲルはヒドロゲルビーズであり得る。バイオゲルはヒドロゲルナノ粒子であり得る。バイオゲルはヒドロゲル液滴であり得る。バイオゲルはヒドロゲル微小液滴であり得る。

微小液滴は、少なくとも約１０ミクロン（μｍ）～約１０００μｍの直径を有し得る。微小液滴は、少なくとも約１０μｍの直径を有し得る。微小液滴は、最大約１０００μｍの直径を有し得る。微小液滴は、約１０μｍ～約５０μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、約１０μｍ～約２００μｍ、約１０μｍ～約３００μｍ、約１０μｍ～約４００μｍ、約１０μｍ～約５００μｍ、約１０μｍ～約６００μｍ、約１０μｍ～約７００μｍ、約１０μｍ～約８００μｍ、約１０μｍ～約９００μｍ、約１０μｍ～約１，０００μｍ、約５０μｍ～約１００μｍ、約５０μｍ～約２００μｍ、約５０μｍ～約３００μｍ、約５０μｍ～約４００μｍ、約５０μｍ～約５００μｍ、約５０μｍ～約６００μｍ、約５０μｍ～約７００μｍ、約５０μｍ～約８００μｍ、約５０μｍ～約９００μｍ、約５０μｍ～約１，０００μｍ、約１００μｍ～約２００μｍ、約１００μｍ～約３００μｍ、約１００μｍ～約４００μｍ、約１００μｍ～約５００μｍ、約１００μｍ～約６００μｍ、約１００μｍ～約７００μｍ、約１００μｍ～約８００μｍ、約１００μｍ～約９００μｍ、約１００μｍ～約１，０００μｍ、約２００μｍ～約３００μｍ、約２００μｍ～約４００μｍ、約２００μｍ～約５００μｍ、約２００μｍ～約６００μｍ、約２００μｍ～約７００μｍ、約２００μｍ～約８００μｍ、約２００μｍ～約９００μｍ、約２００μｍ～約１，０００μｍ、約３００μｍ～約４００μｍ、約３００μｍ～約５００μｍ、約３００μｍ～約６００μｍ、約３００μｍ～約７００μｍ、約３００μｍ～約８００μｍ、約３００μｍ～約９００μｍ、約３００μｍ～約１，０００μｍ、約４００μｍ～約５００μｍ、約４００μｍ～約６００μｍ、約４００μｍ～約７００μｍ、約４００μｍ～約８００μｍ、約４００μｍ～約９００μｍ、約４００μｍ～約１，０００μｍ、約５００μｍ～約６００μｍ、約５００μｍ～約７００μｍ、約５００μｍ～約８００μｍ、約５００μｍ～約９００μｍ、約５００μｍ～約１，０００μｍ、約６００μｍ～約７００μｍ、約６００μｍ～約８００μｍ、約６００μｍ～約９００μｍ、約６００μｍ～約１，０００μｍ、約７００μｍ～約８００μｍ、約７００μｍ～約９００μｍ、約７００μｍ～約１，０００μｍ、約８００μｍ～約９００μｍ、約８００μｍ～約１，０００μｍ、または約９００μｍ～約１，０００μｍの直径を有することがある。微小液滴は、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、または約１，０００μｍの直径を有することがある。

微小液滴は、約１マイクロリットル（μｌ）～約５００μｌの体積を有し得る。微小液滴は、少なくとも約１μｌの体積を有し得る。微小液滴は、最大約５００μｌの体積を有し得る。微小液滴は、約１μｌ～約２μｌ、約１μｌ～約３μｌ、約１μｌ～約４μｌ、約１μｌ～約５μｌ、約１μｌ～約１０μｌ、約１μｌ～約２０μｌ、約１μｌ～約２５μｌ、約１μｌ～約５０μｌ、約１μｌ～約７５μｌ、約１μｌ～約１００μｌ、約１μｌ～約５００μｌ、約２μｌ～約３μｌ、約２μｌ～約４μｌ、約２μｌ～約５μｌ、約２μｌ～約１０μｌ、約２μｌ～約２０μｌ、約２μｌ～約２５μｌ、約２μｌ～約５０μｌ、約２μｌ～約７５μｌ、約２μｌ～約１００μｌ、約２μｌ～約５００μｌ、約３μｌ～約４μｌ、約３μｌ～約５μｌ、約３μｌ～約１０μｌ、約３μｌ～約２０μｌ、約３μｌ～約２５μｌ、約３μｌ～約５０μｌ、約３μｌ～約７５μｌ、約３μｌ～約１００μｌ、約３μｌ～約５００μｌ、約４μｌ～約５μｌ、約４μｌ～約１０μｌ、約４μｌ～約２０μｌ、約４μｌ～約２５μｌ、約４μｌ～約５０μｌ、約４μｌ～約７５μｌ、約４μｌ～約１００μｌ、約４μｌ～約５００μｌ、約５μｌ～約１０μｌ、約５μｌ～約２０μｌ、約５μｌ～約２５μｌ、約５μｌ～約５０μｌ、約５μｌ～約７５μｌ、約５μｌ～約１００μｌ、約５μｌ～約５００μｌ、約１０μｌ～約２０μｌ、約１０μｌ～約２５μｌ、約１０μｌ～約５０μｌ、約１０μｌ～約７５μｌ、約１０μｌ～約１００μｌ、約１０μｌ～約５００μｌ、約２０μｌ～約２５μｌ、約２０μｌ～約５０μｌ、約２０μｌ～約７５μｌ、約２０μｌ～約１００μｌ、約２０μｌ～約５００μｌ、約２５μｌ～約５０μｌ、約２５μｌ～約７５μｌ、約２５μｌ～約１００μｌ、約２５μｌ～約５００μｌ、約５０μｌ～約７５μｌ、約５０μｌ～約１００μｌ、約５０μｌ～約５００μｌ、約７５μｌ～約１００μｌ、約７５μｌ～約５００μｌ、または約１００μｌ～約５００μｌの体積を有することがある。微小液滴は、約１μｌ、２μｌ、約３μｌ、約４μｌ、約５μｌ、約１０μｌ、約２０μｌ、約２５μｌ、約５０μｌ、約７５μｌ、約１００μｌ、または５００μｌの体積を有することがある。

バイオゲルは、摂氏約２５度（℃）で測定される場合、少なくとも約１×１０^－３パスカル秒（Ｐａ・ｓ）～約１００，０００Ｐａ・ｓ以上の範囲の粘度を有する溶液であり得る。摂氏約２５度（℃）で測定される場合、バイオゲルは、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓの粘度を有し得る。摂氏約２５度（℃）で測定される場合、バイオゲルは、少なくとも０．００１Ｐａ・ｓの粘度を有し得る。摂氏約２５度（℃）で測定される場合、バイオゲルは、最大約１００，０００Ｐａ・ｓの粘度を有し得る。摂氏約２５度（℃）で測定される場合、バイオゲルは、約０．００１Ｐａ・ｓ～約０．０１Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約０．１Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１０Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１００Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約０．００１Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約０．１Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１０Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１００Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約０．０１Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１０Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１００Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約０．１Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約１０Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約１００Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約１Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ～約１００Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約１００Ｐａ・ｓ～約１，０００Ｐａ・ｓ、約１００Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約１００Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約１００Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約１，０００Ｐａ・ｓ～約１０，０００Ｐａ・ｓ、約１，０００Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約１，０００Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、約１０，０００Ｐａ・ｓ～約５０，０００Ｐａ・ｓ、約１０，０００Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓ、または約５０，０００Ｐａ・ｓ～約１００，０００Ｐａ・ｓの粘度を有することがある。摂氏約２５度（℃）で測定される場合、バイオゲルは、約０．００１Ｐａ・ｓ、０．０１Ｐａ・ｓ、約０．１ Ｐａ・ｓ、約１ Ｐａ・ｓ、約１０Ｐａ・ｓ、約１００Ｐａ・ｓ、約１，０００Ｐａ・ｓ、約１０，０００Ｐａ・ｓ、約５０，０００Ｐａ・ｓ、または１００，０００Ｐａ・ｓの粘度を有することがある。

バイオゲルは、複数の細胞を含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルビーズを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルナノ粒子を含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲル微粒子を含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルナノロッドを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルナノシェルを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数のリポソームを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルナノワイヤーを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、複数の非ヒドロゲルナノチューブを含むヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、液体成分が水であるゲルであってもよい。バイオゲルは、水が分散媒であるポリマー鎖のネットワークであってもよい。ポリマー鎖のネットワークは、親水性ポリマー鎖のネットワークであってもよい。ポリマー鎖のネットワークは、疎水性ポリマー鎖のネットワークであってもよい。バイオゲルは、分解性のヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、非分解性のヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、吸収性のヒドロゲルであってもよい。バイオゲルは、コラーゲンなどの天然由来の誘導ポリマーを含むヒドロゲルであってもよい。

上記方法は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部をさらす工程を含み得る。１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部をさらす工程を含み得る。上記方法は、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程をさらに含む。免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択され得る。培地中の複数の細胞は、対象に由来し得る。複数の細胞は自己由来の細胞であり得る。複数の細胞は同種異系の細胞であり得る。複数の細胞は幹細胞であり得る。複数の細胞は、人工多能性幹細胞、多能性幹細胞、胚性幹細胞、またはこれらの組み合わせであり得る。複数の細胞は、Ｂ細胞、Ｔ細胞、またはこれらの組み合わせに分化され得る幹細胞であってもよい。複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびそのサブセット、エフェクターＴ細胞およびそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球およびそのサブセット、マクロファージおよびそのサブセット、白血球およびそのサブセットからなるリストから選択され得る。

３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択され得る。

図２１は、バイオゲルが、限定されないが、白色光、リンパ節オルガノイドあるいはリンパ球含有臓器（１４６）を印刷するための単光子または多光子のレーザー光線を含むエネルギー源によって重合される、４工程プロセスを例証する。図２１に示されるように、連続した順番で、基底層（１４７）、２つの細胞層、基本細胞層（１４８）、および第２の細胞層（１４９）が印刷される。バイオゲル層の層ごとの堆積は、それぞれのバイオゲル層を互いに融合させるために白色光あるいは熱などのエネルギー源を使用し得る。第２の細胞層は１つ以上の連続する層を含むことがある。第２の細胞層（１４９）は、補助細胞、Ｔ細胞、および抗原の混合物を含むことがある。第２の細胞層（１４９）は保護カプセル（１５０）を含むことがある。図２１では、工程１は基底層（１４７）を示す。基底層（１４７）は、コラーゲンあるいは他の生体材料、バイオ不活性材料、または生体適合性材料を含み得る。基底層（１４７）は細胞を含み得る。基底層（１４７）は細胞を含まないことがある。基底層（１４７）は光源（１０００）によって重合され得る。いくつかの実施形態では、バイオゲルは基底層（１４７）を含まないことがある。基底層（１４７）は、基底細胞層（１４８）および第２の細胞層（１４９）などの後の層のためのアンカーまたはリンクとして作用し得る。

図２１では、工程２は、モノマー形態（例えば、光重合性ポリマー前駆体）の１つ以上の新しい光重合性のバイオポリマーを示す。光重合性のポリマー前駆体は、１つ以上の細胞型を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の細胞型はリンパ球または他の真核生物の起原である。光重合性のバイオポリマーは、成長因子または細胞反応タンパク質の任意の組み合わせを含み得る。光重合性のバイオポリマーは、装置によって投影され得る前に記載されたエネルギー源のいずれか１つによって印刷され得る。抗原は、この段階で印刷培地に含まれることがある。抗原は、この段階では印刷培地に含まれないことがある。

工程３は、所望の数の細胞層／細胞型が達成されるまで工程２を繰り返すことを含み得る。異なる細胞型、培地条件、および／または、光重合性のバイオポリマーが使用されてもよい。図２１では、工程３は、第２の細胞層（１４９）を生成する１回の反復を示す。図２１では、工程４は、リンパ節オルガノイドまたはリンパ球含有臓器（１４６）が、細胞をほとんどまたはまったく含まないメッシュ（１５０）で封入され得ることを示す。この構造は、培養プロセスおよび発達プロセスの間にリンパ節オルガノイドまたはリンパ球含有臓器の完全性を維持するように意図され得る。任意の生体材料を用いてメッシュ（１５０）を生成することができる。細胞は、メッシュ（１５０）で封入され得る。封入された細胞は、限定されないが、抗原提示細胞、間質細胞、または抗原にあらかじめ露出され、抗原提示のために活性化される細胞を含む、任意の起原であってもよい。この最終的な印刷工程は、密封および固定されたリンパ器官を作るために、固定されたコラーゲンまたは生体材料の第１の層に隣接した構造を堆積させるために使用され得る。

細胞を含有しておらず、かつ、印刷可能な材料ではない培地を使用する洗浄工程は、完全なすすぎを保証する任意の所定の工程と、前の細胞および重合性材料の除去との間で生じ得る。すべてのプロセスの最終操作は、望ましくないバイオゲルを除去し、かつ、培養のための組織構造を調製するために、１つ以上の洗浄工程を必要とする場合がある。

１～１００の異なる工程が、リンパ節器官またはオルガノイドの印刷に含まれ得る。少なくとも１、１０、５０、１００、２００、３００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１００００、１０００００、１００００００、またはそれ以上の操作が、リンパ節器官あるいはオルガノイドの印刷に含まれ得る。少なくとも１、１０、５０、１００、２００、３００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１００００、１０００００、１００００００、またはそれ以上の操作が、臓器および／またはオルガノイドの印刷に含まれ得る。

リンパ器官およびオルガノイドは、１、６、１２、４８、９６、および３８４のウェルプレートを含めるために、ハイスループット抗体／受容体産生およびスクリーニングに適したフォーマットで印刷されてもよい。ヒト組織からの多細胞環境の二次元または三次元の投影印刷によるハイスループットフォーマットでのリンパ器官のデノボインビトロ発達のいかなる方法も、Ｂ細胞またはＴ細胞の発達と受容体スクリーニングにはまだ使用されていない。こうしたハイスループットプロセスを導入すると、抗体の産生およびスクリーニングのプロセスが大幅に加速する可能性がある。しかし、より大きな構造が特定の目的のために必要とされることもあれば、ハイスループット方法は必ずしも必要とされないこともある。したがって、本開示の範囲も有用性も、ハイスループットフォーマットに限定されない。

少なくとも１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１００００、またはそれ以上の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドは、本明細書で開示される方法によって印刷され得る。約２００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、本明細書で開示される方法によって印刷され得る。約３００～約５００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、本明細書で開示される方法によって印刷され得る。約５００～約１０００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、本明細書で開示される方法によって印刷され得る。ドナーから単離されるリンパ球または他の真核生物の起原の１つ以上の細胞型が、リンパ器管および／またはオルガノイドを印刷するために使用され得る。単一のドナーは、自身の遺伝形質、病歴、性別、および／または人種に基づいて選択され得る。少なくとも２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１００００、またはそれ以上の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドは、単一のドナーから産生され得る。約２００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、単一のドナーから産生され得る。約３００～約５００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、単一のドナーから産生され得る。約５００～約１０００の試験可能なリンパ器管および／またはオルガノイドが、単一のドナーから産生され得る。

印刷された構造内では、細胞は生体材料、生体適合性材料、または、バイオ不活性ゲル成形用材料あるいはバイオゲル内で封入されることもあれば、またはこれらの上に足場が設けられることもある。材料は、合成、部分的に合成、または天然であり得る。これらの材料は独立して光重合性であってもよく、重合するために光重合開始剤を必要としてもよく、または、光重合開始剤を用いて、あるいは用いずに、レーザー源の存在下で重合するように修飾されてもよい。バイオゲルへ取り込まれ得る材料は、単独で、その第１の補足成分、第２の補足成分、またはその他の補足成分のいずれかとして、限定されないが、コラーゲン、ヒアルロン酸、および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、および、寒天を含む。

印刷される細胞のネットの変動する引っ張り強度および構造は、細胞運動、細胞間相互作用、および再組織化を促すために、異なる領域で使用され得る。ゆっくりと動くおよび細胞間の挙動に関与し得る細胞は、抗原を取り入れ、処理し、および、応答する免疫細胞に送達することができる。したがって、天然のリンパ節構造に一致するか、またはメッシュフレームワークを呈する構造は、細胞間相互作用および運動性を促進するために印刷され得る。ネット開口部の直径が、または、鎖間の距離として、２～５０マイクロメートルの範囲の構造は、細胞間相互作用と運動性を促進するために印刷され得る。

印刷された構造または周囲の培地内に含まれ得る細胞型としては、限定されないが、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞およびそのサブセット、エフェクターＴ細胞およびそのサブセット、ＣＤ８＋ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞およびそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来樹状細胞、単球およびそのサブセット、マクロファージおよびそのサブセット、ならびに、白血球およびそのサブセットが挙げられる。

これらの細胞型の各々は、単一のドナーからの血液または組織の提供を介して単離され、リンパ様組織を印刷するためのインビトロのプロトコルを介して十分な数まで拡大され得る。所定のドナーから不死化されたこれらの細胞型のいくつかは、タンパク質産生の拡大および使用を促すために不死化され得る。細胞は、動物ベースの実験の場合、細胞株または動物源から得られてもよい。細胞は、血液中の循環細胞、リンパ節、脾臓、骨髄、または他の組織からの生検から供給されてもよい。細胞は、ペット、げっ歯動物、大型哺乳動物、および、ヒトを含む任意の脊椎動物から供給されてもよい。細胞が高反応性抗体を有し得る可能性を増大させるために、単一のハイスループットアッセイ用の細胞が別の個々のドナーから供給されてもよい。細胞は、陽性であれ陰性であれ、望ましい免疫学的応答の可能性を増大させるために、診療歴または病歴、遺伝子型、抗体反応または滴定、あるいは進行中または誘発された免疫反応によって定義される、望ましい免疫反応の能力を有するドナーから供給されてもよい。細胞は、ドナーの年齢、遺伝形質、病歴、性別、および／または人種に基づいてドナーから供給されてもよい。

複数の細胞層は、ケモカイン、浮遊性のまたはつなぎ止められた細胞シグナル分子、成長因子、サイトカイン、タンパク質、生物学的製剤、または、印刷培地に添加されるアジュバントあるいは小分子などの非生物学的製剤を用いて、または用いずに印刷され得る。こうした因子は、刺激的または抑制的であり得る。因子は、印刷媒体への導入前の架橋によって、コラーゲンまたは他のバイオゲルモノマーにつなぎ止められてもよい。オルガノイドの特定の層または周囲の培地への細胞反応性のタンパク質の添加は、細胞組織化、細胞発達、細胞移動、および他の望ましい事象を促進する目的に有用であり得る。

成長因子、炎症促進性サイトカイン、抗炎症性ケモカイン、細胞反応性タンパク質、溶解可能な受容体、および他のシグナル伝達因子は、印刷培地、印刷足場、および／または培養培地／成長培地に取り込まれ得る。そのような因子としては、限定されないが、ＩＦＮ－ガンマ、ＴＮＦ－α、ＴＧＦ－β、ＩＬ－ｌα、ＩＬ－１β、ＩＬ－１ｒａ、ＩＬ－２ ＩＬ－４、ＩＬ－６、ＩＬ－１０、ＩＬ－１１、ＩＬ－１３、ＩＬ－２１、ＩＬ－２３、溶解可能なＴＮＦ受容体ｐ５５、溶解可能なＴＮＦ受容体ｐ７５、溶解可能なＩＬ－１受容体２型、ＩＬ－１８結合タンパク質、ＣＣＬ２、ＣＣＬ１、ＣＣＬ２２、ＣＣＬ１７、ＣＸＣＲ３、ＣＸＣＬ９、ＣＸＣＬ１０、ＣＸＣＬ１１などが挙げられる。培地条件は、特定の免疫学的事象を促すために、印刷および／または培養プロセス全体において異なる時点で変更されてもよい。

免疫学的事象は、細胞培養培地の変化、または細胞培養培地に添加された成分によって引き起こされ得る。誘導可能な免疫学的事象の例としては、細胞増殖；特定のサイトカインおよび／またはケモカインの放出；抗体を含む受容体および細胞分泌タンパク質の分泌；抗体を含む受容体および細胞分泌タンパク質の進化；あるいは、限定されないが、細胞の健康、細胞の形態、発現されたタンパク質、および細胞の発達状態を含む細胞の変化が挙げられる。

抗体、Ｔ細胞受容体、免疫学的産物、または免疫応答の生成または評価のための印刷されたリンパ節の使用
リンパ器官およびオルガノイドは、抗体およびＴ細胞受容体を含む、新規の細胞分泌および／または膜結合免疫タンパク質を産生するために使用され得る。これらをさらに、それらのタンパク質および／または遺伝子配列を発現する、ハイブリドーマを含む細胞あるいは細胞株を生成するために使用され得る。本明細書に記載される方法によって生成されるリンパ器官および／またはオルガノイドは、癌免疫療法剤を生成するために使用され得る。本明細書に記載される方法によって生成されるリンパ器官および／またはオルガノイドは、Ｔ細胞を生成するために使用され得る。本明細書に記載される方法によって生成されるリンパ器官および／またはオルガノイドはサイトカイン放出を予測するために使用され得る。本明細書に記載される方法によって生成されるリンパ器官および／またはオルガノイドは、抗体親和性成熟のために必要とされるインビボの細胞の組織化をもたらし得る。

抗体および他の受容体、それらを生成する細胞あるいは細胞株、および／または、それらをコードする遺伝子配列は、抗原負荷によって産生され得る。抗体および他の受容体は、単一の献血試料から生成され得る。抗体および他の受容体は、複数の献血試料から生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体または受容体は、少なくとも１週、２週、３週、４週、５週、６週、７週、８週、９週、１０週、またはそれ以上の間に生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体または受容体は、約６週間で生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体または受容体は、約１０週間で生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体または受容体は、約４週間～約１２週間で生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体または受容体は、動物および／またはヒトの代替物の不在下で生成され得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体は、完全なヒトＩｇＧ抗体であり得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体は、タンパク質ベースの標的抗原に反応性であり得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体は、少なくとも０．０１ｐＭ、０．１ｐＭ、１ｐＭ、１０ｐＭ、１００ｐＭ、１ｎＭ、１０ｎＭ、１００ｎＭ、２００ｎＭ、３００ｎＭ、４００ｎＭ、５００ｎＭ、６００ｎＭ ７００ｎＭ、８００ｎＭ、９００ｎＭ、１０００ｎＭ、またはそれ以上の標的抗原に対する親和性を有し得る。本明細書で開示される方法によって産生される抗体は、約５００ｎＭの標的抗原に対する親和性を有し得る。抗原は、印刷プロセス中の任意の段階において、細胞培地および／または印刷された足場へ導入されてもよく、濾胞樹状細胞などの抗原提示細胞を含む、印刷される１つの細胞型または複数の細胞型を用いてあらかじめインキュベートされてもよく、または、リンパ性の構造の発達中の任意の時点で、印刷されたリンパ構造へ導入されてもよい。

同じ抗原は、リンパ構造の印刷と発達のプロセス中に、複数の時点および／または段階で導入され得る。さらに、複数の別の抗原は、リンパ構造の印刷と発達プロセス中に、同じあるいは異なる時点および／または段階で同じリンパ構造へ導入され得る。

抗原は、限定されないが、注射、抗原で培養された細胞の送達、パッチ内のリンパ節オルガノイドの表面上への抗原の堆積、リンパ系または循環系微小血管系（存在する場合）による抗原の導入、あるいはリンパ節を囲む培地中の可溶性抗原の導入を含む、様々な方法で導入されてもよい。

導入され得る抗原としては、限定されないが、天然または操作された、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞が挙げられる。抗原は、理論上無害の刺激（例えば、アレルギーの場合）であることもあれば、自己抗原（例えば、自己免疫疾患または癌の場合）であることもある。抗体ライブラリの生成は、ファージディスプレイ、リボソームディスプレイ、酵母ディスプレイ、細菌ディスプレイ、ｍＲＮＡディスプレイ、および追加の抗体指向の進化技術と適合し得る。

免疫応答を促進するか、延長するか、加速するか、あるいは開始させることを意図した生物学的および／または非生物学的な免疫アジュバントは、抗原の導入と共に、抗原の導入の前に、または抗原の導入の後に導入されてもよい。可能性のあるアジュバントとしては、限定されないが、ミョウバン、および、トール様受容体（ＴＬＲ）刺激化合物が挙げられる。アジュバントは、抗原と同じまたは異なる導入手段で導入されてもよい。

免疫応答を弱め、遅延させ、遅くし、停止させることを意図した生物学的薬剤および／または非生物学的薬剤は、抗原の導入と共に、抗原の導入の前に、または抗原の導入の後に導入されてもよい。アジュバントは、そのような阻害剤と共に、上記阻害剤の前に、または上記阻害剤の後に導入されることもあれば、阻害剤に関連して導入されないこともある。こうした薬剤は、小分子、遮断抗体、ならびに他の阻害剤を含む、アポトーシス促進性の薬剤および／または受容体阻害剤を含み得る。

抗体、分泌された受容体、部分的な細胞、あるいは全細胞は、免疫学的応答の完了後または部分的な完了後に集められ得る。抽出の方法は、印刷されたリンパ構造の破壊を結果的にもたらすこともあれば、さらなる使用または分析のためにリンパ構造を無傷のまま残すこともある。所望の生成物の抽出の方法としては、限定されないが、フローサイトメトリーベースの細胞選別（ＦＡＣＳ）、培養物からの単細胞の希釈、表面抗体発現に基づく選択、およびマイクロ流体方法とチャネルに基づく選択が挙げられ得る。分泌された生成物は、培地採取によって集められてもよい。

印刷されたリンパ器官および／またはオルガノイドは、限定されないが、ワクチン開発；免疫系に対する損傷の可能性（例えば、安全性試験）と、ワクチンが作用することを意図した抗原の導入を伴うまたは伴わない免疫応答の評価（例えば、有効性評価）の両方を含む、ワクチン評価；免疫系に対する損傷の可能性（例えば、安全性試験）と、意図的（例えば、有効性評価）または非意図的（例えば、副作用試験）に関わらず、免疫系に対する薬物の効果の評価とを含む、生物学的および／または非生物学的な薬物化合物あるいは薬物の組み合わせの薬剤試験；治療用途、または他の用途、とりわけ、ハイスループット印刷設計が使用される用途に意図された、潜在的に免疫作用性の生物学的薬剤および非生物学的薬剤のスクリーニング；様々な実験室で誘導された条件または自然発生条件下での、免疫学的応答および細胞間相互作用の基礎研究；ならびに、限定されないが、混合ドナーリンパ球反応を含む、診断評価（例えば、移植片の適合性および外来または自己由来の薬剤あるいは抗原に対する反応を評価するための）；癌免疫療法予測スクリーニングアッセイ；Ｔ細胞胸腺選択アッセイ；天然のレパートリーからのＴ細胞クローン選択アッセイ；および／または、サイトカインストーム予測アッセイを含む目的のために、免疫学的事象、細胞間相互作用、細胞の変化、および他の測定可能または知覚可能な事象を評価するために、代替的または追加的に使用されてもよい。患者の免疫系の移植評価および反応性のための抗原は、アレルギー、自己免疫疾患、癌、有益な微生物とウイルス、および／または、有害なあるいは場合によっては有害な微生物とウイルスに関連する抗原を含み得る。

こうした目的のために測定または観察され得る免疫学的事象としては、限定されないが、リンパ球の挙動、活性化状態、表現型、増殖速度、細胞間相互作用、細胞間相互作用の変化、および／または、細胞活性化の内部マーカーあるいは外部マーカーの発現が挙げられる。

こうした免疫学的事象を評価するために行われ得る測定としては、限定されないが、免疫学的事象を評価するための既存のプロトコル、またはまだ存在していないプロトコルに従った、抗体のクラススイッチ；サイトカインベースの応答；細胞分化；ワクチン接種のためのアジュバントに対する反応；ワクチンに対する反応；細胞増殖；細胞殺滅；細胞表現型；誘導されたか、天然の発達プロセスの一部としてであるかに関わらず、細胞表現型の変化；記憶細胞の発達；記憶細胞の記憶；ドナーに内因性の記憶細胞集団の評価；アレルギー応答の薬剤試験または評価の免疫応答を含む、任意の予測的な測定；などが挙げられる。

本明細書に記載される方法によって生成される印刷されたリンパ器官およびオルガノイドは、サイトカイン放出を予測するために使用され得る。サイトカインストーム予測アッセイは、治療薬によって誘導されたサイトカイン放出を予測し得る。このストーム予測アッセイは、抗体ベースの治療薬、小分子治療薬、細胞ベースの治療薬、ペプチド、核酸、またはこれらの任意の組み合わせによって誘導されるサイトカイン放出を予測し得る。サイトカインストーム予測アッセイは、ヒト、霊長類、および／またはげっ歯動物におけるサイトカイン放出を予測し得る。サイトカインストーム予測アッセイは、サイトカイン、酸素フリーラジカル、および凝固因子などの炎症性メディエーターのレベルを測定し得る。サイトカインストーム予測アッセイは、炎症促進性サイトカイン、抗炎症性サイトカイン、コロニー刺激因子、インターフェロン、インターロイキン、および／またはサイトカインストームの結果として放出される腫瘍壊死因子を測定し得る。サイトカインストーム予測アッセイによって測定されたサイトカインは、腫瘍壊死因子－α（ＴＮＦ－α）、インターフェロン－γ（ＩＦＮ－γ）、インターロイキン－２（ＩＬ－２）、ＩＬ－４、ＩＬ－６、ＩＬ－８、ＩＬ－１０、ＩＬ－α、ＩＬ－１β、ＩＬ－１受容体アンタゴニスト、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ－ＣＳＦ）、マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ－ＣＳＦ）、ならびに果粒球コロニー刺激因子（Ｇ－ＣＳＦ）、ＣＸＣＲ３、ＣＸＣＬ９、ＣＸＣＬ１０、および／またはＣＸＣＬ１１であってもよい。

免疫応答の測定は、限定されないが、全細胞の使用；形態および／または受容体発現プロファイルを含み得る、その細胞表現型に基づく細胞の選別または単離；ならびに、分泌速度または特定の分泌された分子の評価を含む目的のための、血清あるいは培地の採取を含む方法によって実施可能である。

遺伝子および表現型の評価を含む、細胞状態または細胞状態の変化を評価するために使用され得る方法としては、限定されないが、酵素結合免疫吸着定量法（ＥＬＩＳＡ）、部分的な遺伝子シーケンシングあるいは特定のゲノム遺伝子座のシーケンシング、完全なゲノムシーケンシング、タンパク質または核酸のゲル電気泳動、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、定量ＰＣＲ、逆転写ＰＣＲ、ウェスタンブロット、細胞表現型あるいは活性化状態の分析のためのフローサイトメトリー、抗体選択、質量分析法などが挙げられる。

細胞含有構造を印刷する方法
本開示は、三次元細胞含有マトリックスを印刷ならびに使用する方法およびシステムを提供する。一態様では、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法は、（ｉ）複数の細胞と（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含む、培地チャンバを提供する工程を含む。次に、上記方法は、（ｉ）複数の細胞の少なくともサブセットと、（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーとを含む、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスの少なくとも一部を形成するべく、コンピュータメモリにおける３Ｄ細胞含有医療デバイスを印刷するためのコンピュータ命令に従って、３Ｄ投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の培地へと、少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程を含み得る。次に、上記方法は、対象中で３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程を含み得る。

他の態様では、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法は、（ｉ）複数の細胞を含む３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程と、（ｉｉ）対象において３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程とを含む。

別の態様では、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用するための方法は、第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程を含む。第１の培地は、第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体とを含み得る。次に、上記方法は、３Ｄ細胞含有マトリックスの第１の部分を形成するべく培地チャンバ中で第１の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータメモリ中の３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程を含み得る。次に、上記方法は、培地チャンバにおいて第２の培地を提供する工程を含み得る。第２の培地は、第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体とを含み得る。第２の複数の細胞は、第１の複数の細胞とは異なるタイプであり得る。次に、上記方法は、３Ｄ細胞含有マトリックスの第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程を含み得る。次に、上記方法は、対象において３Ｄ細胞含有マトリックスの第１と第２の部分を位置づける工程を含み得る。

他の態様では、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞とを含む、３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程を含む。第１の複数の細胞は、第２の複数の細胞とは異なることもある。次に、上記方法は、（ｉｉ）対象において３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程を含み得る。

複数の細胞は対象に由来し得る。方法の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択され得る。Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択され得る。Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択され得る。３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合糸、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、またはねじを形成し得る。移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択され得る。

３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１マイクロメートル（μｍ）～約１０センチメートル（ｃｍ）であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約５μｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約１０μｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約１００μｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約５００μｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約１０００μｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約１ｃｍ～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、少なくとも約５～約１０ｃｍまたはそれ以上であってもよい。

３Ｄ細胞含有マトリックスは約１μｍ～約１，０００μｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１μｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは最大で約１，０００μｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ～約５μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約１００μｍ、約１μｍ～約１，０００μｍ、約５μｍ～約１０μｍ、約５μｍ～約１００μｍ、約５μｍ～約１，０００μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、約１０μｍ～約１，０００μｍ、または約１００μｍ～約１，０００μｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ、５μｍ、約１０μｍ、約１００μｍ、または１，０００μｍであってもよい。

３Ｄ細胞含有マトリックスは約０．５ｃｍ～約１０ｃｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約０．５ｃｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは最大で約１０ｃｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、約０．５ｃｍ～約１ｃｍ、約０．５ ｃｍ～約２ｃｍ、約０．５ｃｍ～約３ｃｍ、約０．５ｃｍ～約４ｃｍ、約０．５ｃｍ～約５ｃｍ、約０．５ｃｍ～約６ｃｍ、約０．５ｃｍ～約７ｃｍ、約０．５ｃｍ～約８ｃｍ、約０．５ｃｍ～約９ｃｍ、約０．５ｃｍ～約１０ｃｍ、約１ｃｍ～約２ｃｍ、約１ｃｍ～約３ｃｍ、約１ｃｍ～約４ｃｍ、約１ｃｍ～約５ｃｍ、約１ｃｍ～約６ｃｍ、約１ｃｍ～約７ｃｍ、約１ｃｍ～約８ｃｍ、約１ｃｍ～約９ｃｍ、約１ｃｍ～約１０ｃｍ、約２ｃｍ～約３ｃｍ、約２ｃｍ～約４ｃｍ、約２ｃｍ～約５ｃｍ、約２ｃｍ～約６ｃｍ、約２ｃｍ～約７ｃｍ、約２ｃｍ～約８ｃｍ、約２ｃｍ～約９ｃｍ、約２ｃｍ～約１０ｃｍ、約３ｃｍ～約４ｃｍ、約３ｃｍ～約５ｃｍ、約３ｃｍ～約６ｃｍ、約３ｃｍ～約７ｃｍ、約３ｃｍ～約８ｃｍ、約３ｃｍ～約９ｃｍ、約３ｃｍ～約１０ｃｍ、約４ｃｍ～約５ｃｍ、約４ｃｍ～約６ｃｍ、約４ｃｍ～約７ｃｍ、約４ｃｍ～約８ｃｍ、約４ｃｍ～約９ｃｍ、約４ｃｍ～約１０ｃｍ、約５ｃｍ～約６ｃｍ、約５ｃｍ～約７ｃｍ、約５ｃｍ～約８ｃｍ、約５ｃｍ～約９ｃｍ、約５ｃｍ～約１０ｃｍ、約６ｃｍ～約７ｃｍ、約６ｃｍ～約８ｃｍ、約６ｃｍ～約９ｃｍ、約６ｃｍ～約１０ｃｍ、約７ｃｍ～約８ｃｍ、約７ｃｍ～約９ｃｍ、約７ｃｍ～約１０ｃｍ、約８ｃｍ～約９ｃｍ、約８ｃｍ～約１０ｃｍ、または約９ｃｍ～約１０ｃｍであってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは、約０．５ｃｍ、約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ、約４ｃｍ、約５ｃｍ、約６ｃｍ、約７ｃｍ、約８ｃｍ、約９ｃｍ、または約１０ｃｍであってもよい。

３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約５μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１０μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約５０μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１００μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１０００μｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約０．５ｃｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１ｃｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約５ｃｍ以上であってもよい。３Ｄ細胞含有マトリックスは少なくとも約１０ｃｍ以上であってもよい。

３Ｄ細胞含有マトリックスは、血管系または神経の成長を促すための薬剤を含み得る。薬剤は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症薬、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択され得る。

本開示の別の態様は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、該システムは、第１の複数の細胞と第１の複数の１つのポリマー前駆体とを含む培地を含有するように構成された、培地チャンバを含む。上記システムは、培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源を含み得る。上記システムは、少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に接続された１つ以上のコンピュータプロセッサを含み得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取るように、個別にまたはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべく、第１のポリマー前駆体の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも第２の部分を形成するべく培地チャンバ中の第２の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ中の第２の培地へ少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示するように、個別にまたはまとめてプログラムされ得る。第２の培地は、第２の複数の細胞と第２の複数のポリマー前駆体とを含み得る。第２の複数の細胞は、第１の複数の細胞とは異なるタイプであり得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１と第２の部分をさらすように、個々にまたはまとめてプログラムされ得る。１つ以上のコンピュータプロセッサは、３Ｄリンパ系オルガノイドの第１と第２の部分から１つ以上の免疫タンパク質を抽出するように、個々にまたはまとめてさらにプログラムされ得る。

図２４はデバイスと材料を例証しており、これらは、デバイスを含む材料内に埋め込まれた細胞（４００）を含み得る。３Ｄ細胞含有マトリックスまたはデバイスを印刷するために使用され得る材料は、分解性ポリマー、非分解性ポリマー、生体適合性ポリマー、細胞外マトリックス成分、生体吸収性ポリマー、ヒドロゲル、またはこれらの任意の組み合わせを含む。生体吸収性ポリマーの非限定的な例としては、ポリエステル、ポリアミノ酸、ポリ酸無水物、ポリオルトエステル、ポリウレタン、およびポリカーボネートが挙げられる。生体適合性ポリマーの非限定的な例としては、コラーゲン、ヒアルロン酸、および他のグリコサミノグリカン、ポリ－ｄｌ－ｌａｃｔｉｃ－ｃｏ－グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリ－１－乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、アルギネート、ゼラチン、寒天、またはこれらの組み合わせが挙げられる。生体適合性ポリマーは、細胞外マトリックス成分を含み得る。細胞外マトリックス成分の非限定的な例としては、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、およびケラタン硫酸などのプロテオグリカン、ヒアルロン酸、コラーゲン、およびエラスチンなどの非プロテオグリカン多糖、フィブロネクチン、ラミニン、ニドゲン、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。これらの細胞外マトリックス成分は、多光子励起により、または１つ以上の化学的なドープ剤の多光子励起によって直接引き起こされた架橋結合を促進するために、アクリレート、ジアクリレート、メタクリレート、シンナモイル、クマリン、チミン、または他の側鎖基、あるいは化学的に反応性の部分で官能化され得る。場合によっては、光重合性マクロマーおよび／または光重合性モノマーは、細胞含有構造を作成するために、細胞外マトリックス成分と合わせて使用され得る。光重合性マクロマーの非限定的な例としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アクリレート誘導体、ＰＥＧメタクリレート誘導体、およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体が挙げられ得る。いくつかの例では、細胞含有構造を作成するために使用されるコラーゲンは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、およびＸ型のコラーゲンなどの線維性コラーゲン、ＩＸ、ＸＩＩ、およびＸＩＶ型のコラーゲンなどのＦＡＣＩＴコラーゲン、ＶＩＩＩおよびＸ型のコラーゲンなどの短鎖コラーゲン、ＩＶ型コラーゲンなどの基底膜コラーゲン、ＶＩ型コラーゲン、ＶＩＩ型コラーゲン、ＸＩＩＩ型コラーゲン、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。

生体適合性ポリマーは、合成され、かつ生体材料と合成材料のハイブリッドを含む哺乳動物組織に固有ではない、他の重合性モノマーを含み得る。生体適合性ポリマーは、光重合開始剤を含み得る。光重合開始剤の非限定的な例としては、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイン誘導体、ベンジケタール（ｂｅｎｚｉｋｅｔａｌｓ）、ヒドロキシアルキルフェノン、アセトフェノン誘導体、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＰＴ）、アクリロイルクロライド、過酸化ベンゾイル、カンファーキノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、および２－ヒドロキシ－１－［４－（ヒドロキシエトキシ）フェニル］－２－メチル－１－プロパノンが挙げられ得る。ヒドロキシアルキルフェノンは、４－（２－ヒドロキシエチルエトキシ）－フェニル－（２－ヒドロキシ－２－メチルプロピル）ケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）２９５）、１－ヒドロキシシクロヘキシル－１－フェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４）、および２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１）を含み得る。アセトフェノン誘導体は、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（ＤＭＰＡ）を含み得る。チオキサントンは、イソプロピルチオキサントンを含み得る。

デバイスは、適所に置かれると、２片の組織をまとめることができ、細胞はデバイス内で移動するか、またはデバイス外に移動し、細胞含有生体吸収デバイス周辺またはその内部での治癒と組織リモデリングを促すために他の細胞と局所的に相互作用することができる。細胞含有生体吸収医療デバイスは、任意の長さまたは幅の縫合糸（４０１）、ステープル（４０２）、任意の長さまたは幅のステント（４０３）、ロック式または圧縮可能なクリップ（４０４）、任意の形状およびサイズのパッチおよび移植片（４０５）、ならびに／あるいは、生きている対象における使用を意図した類似の構造であってもよい。任意の形状およびサイズの単層または多層のパッチ移植片（４０６）は、組織の発達を促進し、組織機能および／または治癒を増強するために、複数の異なる細胞型から作製され得る。パッチおよび移植片は、潅流を介した、埋め込まれた細胞のための適切な栄養分の送達を可能にするために、構造において多孔性または管状である印刷された足場から作られてもよい。メッシュパッチは、リンパ管、血管系、および神経に対する弾性と構造的な支持を改善するために使用することができ、それによって、移植された組織の機能を改善することができる。移植片としては、限定されないが、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、網膜組織、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。デバイスは、天然の細胞外マトリックス足場を模倣することができるか、あるいは模倣することができない合成材料または生体材料を使用して印刷され得る。材料としては、限定されないが、ポリエチレングリコールジアクリレート、コラーゲン、ゼラチンラミニン、フィブリン、および／またはアルギネートを含む。

図２５は、体内に移植されたまま、組織を一緒に保持し、創傷治癒することを目的とした、骨再吸収可能なねじ（４０７）、ピン（４０８）、および、他のサイズと形状の移植片を例証する。図２５に例証される例は、細胞を含み得る。ホログラフィー印刷された移植片および／またはパッチは、限定されないが、長円形、長方形、楕円形、他の多角形形状、あるいは損傷または疾患の部位を治療または強化するために必要とされる任意のアモルファス形状などの様々な形状を含み得る。図２６は、第１の混合された細胞播種ホログラフィー印刷パッチ（４１０ａ）と、第２の混合された細胞播種ホログラフィー印刷パッチ（４１０ｂ）を例証する。第１と第２の混合された細胞播種ホログラフィー印刷パッチ（例えば、それぞれ（４１０ａ）と（４１０ｂ））は、図２６に示されるように、心筋細胞（４１１）および／または幹細胞（４１２）を含み得る。細胞播種ホログラフィー印刷パッチは、限定されないが、様々な分化状態の単球、線維芽細胞、内皮細胞、またはこれらの任意の組み合わせを含む、補助細胞を含み得る。

一部のデバイスの構造的完全性を増強するために、三次元印刷された材料は厚くなることもあれば濃くなることもあり、すべての部位に細胞を含むこともあれば含まないこともある。こうした細胞は、印刷されると、細胞を適所で保持するために任意のサイズの開口部に閉じ込められるか、または、最初に印刷された場所から移動して、それ自体の層内の他の細胞、その後にまたはそれ以前に印刷された層内の細胞、あるいはそれらが最終的に移植される天然の組織中の細胞と相互作用することを可能にする。発達プロセス中に開口部を通って細胞が移動するか、適所で細胞を捕らえることを可能にする任意の開口部のサイズ（４１３）または密度のメッシュネット、格子、マトリックス（４１４）、フレームワーク内で、細胞は封入されるか（図２７）、埋め込まれるか、捕らえられるか、または収容される。これにより、より大きな構造的な建築の基本的な構成要素が構成される。

三次元リソグラフィーは、移植の部位に必ずしも依存しない増強性または独立した生理学的機能の役割を果たし得る機能性の部分的な臓器またはオルガノイドを生成するために使用されてもよい。そのような三次元リソグラフィーは、ＭＵＬＴＩ－ＰＨＯＴＯＮ ＴＩＳＳＵＥ ＰＲＩＮＴＩＮＧと題された、一般に発明された米国仮特許出願第６２／４６９，９４８号（この文献は参照によって本明細書に組み込まれる）に開示されているように、直列の２つの光変調システムを使用することによる光のホログラフィック投影によって達成することができる。

機能の増強または交換のための組織の非限定的な例としては、腎臓あるいは腎臓組織の生成モデル、肺組織あるいは部分的または完全な肺葉あるいはその生成モデル、神経組織、膵臓組織、インスリン産生β島および関連する組織、甲状腺組織、脾臓組織、肝臓組織、皮膚組織、および胃腸管の組織が挙げられる。列挙されたすべての組織は、限定されないが、リンパ排出系と同様に大きなおよび小さな血管系と、全ての関連する中空の構造、および、神経、および／または、機能的な能力を与えるのに必要な免疫細胞を含む、機能的な能力を与えるのに必要なすべての構造要素と補助細胞を必ず含む。

いくつかの実施形態では、印刷された腎臓生成モデルは、本明細書で開示される方法によって生成される。限定されないが、尿集合管と、尿集合管を囲む血管化組織および高密度組織と、腎臓被膜とを含む腎臓の基本的な構造要素は、別のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルへと分離され、自動計算機制御プログラム（１１０１）によって、順次に、ただし、任意の必要とされる順番で印刷されてもよい。印刷は、レーザー印刷システム（１１０）へコンピュータファイルを示すことにより達成されてもよく、ＣＡＤファイルを模倣する構造は、順次に、ただし、必要とされる順序で、バイオゲルおよび培地チャンバ（１２２）に堆積してもよい。

移植のための三次元印刷された構造は、体積が約１ミクロン～数十センチメートル以上であり得る。肺などの複合組織構造の表面積は、数平方メートルに及び、したがって、大きな印刷された臓器の外部寸法は、機能単位の表面積とは必ず異なる。したがって、本明細書で提供される方法およびシステムは、機能性サイズおよび表面積対体積比の生理学的な範囲内のすべての構造要素を包含するように設計され得る。

レーザーベースのホログラフィーは、空間光変調器またはデジタルミラーデバイスによってコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルから投影された設定パターンのバイオマトリックス材料を、ほぼ瞬時に重合するために使用され得る。完全な生成モデルを構築するために、複数の印刷工程および位置が必要とされ得る。

細胞は、未分化、部分的な分化、完全な分化を含む、遺伝的分化または表現型分化の任意の状態であり得る。分化状態の例としては、限定されないが、多能性幹細胞、全能性幹細胞が挙げられる。細胞は、一致したドナー、臍帯血、細胞および組織バンク、あるいは樹立細胞株から供給された自己由来細胞であり得る。同じおよび／または異なる分化状態の複数の細胞型は、単一の印刷層および／または複数の反復印刷層の内部で使用され得る。細胞は、光スイッチ技術、クラスター化され、規則的に間隔があいた短い回文構造の繰り返し（ＣＲＩＳＰＲ）技術、ウイルスの導入、または他の遺伝子操作を介して、印刷プロセス前、印刷プロセス中、あるいは印刷プロセス後に遺伝子操作され得る。遺伝子操作は核ＤＮＡに限定されず、ミトコンドリアＤＮＡ、あるいは、核ＤＮＡへの取り込みを意図していない浮遊性のプラスミドまたはウイルスＤＮＡを含み得る。

印刷された構造は、デバイスの特定の部位での細胞の拡張およびニッチ発達を促すために、偏った細胞密度、または制御された細胞密度を含む、高密度または可変の細胞を含み得る。高いまたは低い細胞密度が、組織生成物のニーズに応じて使用されてもよい。低い細胞密度は、印刷材料の１立方センチメートル当たり１０，０００細胞と同じくらい低くてもよく、印刷材料の１立方センチメートル当たり１０億の細胞と同じくらい高くてもよい。細胞は、１つの型または混合型であってもよく、印刷は多層中で実行されてもよい。

バイオプリント材料は、微小血管系を含む血管系および神経が、印刷された構造またはその周囲の天然の構築物へと成長するのを促進することを意図した薬剤を含み得る。さらに、印刷された生体材料は、幹細胞または前駆細胞の指定された系統への分化を促進することを意図した薬剤を含み得る。こうした薬剤としては、限定されないが、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症剤、オピオイドあるいは非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および／または幹細胞増殖剤が挙げられる。

三次元構造を印刷する方法
本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷ならびに使用する方法およびシステムを提供する。三次元オブジェクトを印刷および使用する方法は、少なくとも１つのポリマー前駆体を含む培地内でオブジェクトの第１の部分に対応する３Ｄ投影を生成し、同時に、培地内にオブジェクトの少なくとも１つの追加の部分に対応する少なくとも１つの追加の投影を生成する工程を含み得る。第１の投影と少なくとも１つの追加の投影を組み合わせると、３Ｄオブジェクトを形成することができる。少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、５０、７５、１００、またはそれ以上の追加の投影であり得る。少なくとも１つの追加の部分は、少なくとも約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、５０、７５、１００、またはそれ以上の追加の部分であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、最大で約１００、７５、５０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、またはより少ない追加の投影であり得る。少なくとも１つの追加の部分は、最大で約１００、７５、５０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、またはより少ない追加の部分であり得る。第１の部分は、少なくとも１つの追加の部分と同じであってもよい。例えば、複数の第１の部分が形成されてもよい。あるいは、第１の部分は、少なくとも１つの追加の部分とは異なっていてもよい。例えば、臓器の全体的な形状に対応する第１の部分が形成されてもよく、臓器の血管系に対応する第２の部分が形成されてもよい。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、同じ印刷体積で、同時に開始され得る。第１の投影および第２の投影は、同じ印刷体積内で共存することができる。例えば、第１の投影は、オブジェクトの大まかな特徴を硬化することができ、その一方で、第２の投影は、オブジェクトの細かな詳細を硬化することができる。第１の投影は、第２の投影前に開始され得る。例えば、第１の投影が開始され、その後、第２の投影が開始され得る。別の例では、第１の投影は、第２の投影の開始前に完了する場合がある。

培地は、２つ以上のポリマー前駆体を含み得る。培地は、少なくとも約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、５０、７５、１００、またはそれ以上のポリマー前駆体を含み得る。培地は、最大で約１００、７５、５０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、またはより少ないポリマー前駆体を有し得る。２つ以上のポリマー前駆体のそれぞれのポリマー前駆体は、本明細書の他の場所に記載されるポリマー前駆体であり得る。２つ以上のポリマー前駆体は、様々なエネルギーへの曝露下で重合することができる。例えば、あるポリマーは７００ｎｍの光にさらされると重合することができ、別のポリマーは４００ｎｍの光にさらされると重合することができる。この例では、第１の投影は、４００ｎｍのポリマーを重合することができ、第２の投影は、７００ｎｍのポリマーを重合することができる。２つ以上のポリマー前駆体は、様々な反応条件下で重合することができる。例えば、第１のポリマーは５０℃で重合することができ、第２のポリマー前駆体は７５℃で重合することができる。別の例では、第１のポリマー前駆体は、細胞産物の非存在下で重合することができ、第２のポリマー前駆体は、細胞産物の存在下で重合することができる。この例では、第１の投影は第１の前駆体を重合することができ、第２の投影は、細胞産物を生成する細胞に近接して第２の前駆体を重合することができる。

本明細書の他の場所に記載されるように、第１の投影は３Ｄ投影であり得る。第１の投影は、ホログラフィック投影であり得る。例えば、第１の投影は、光の複数の点の投影であり得る。第１の投影は、同時にまたは実質的に同時に、ｘ、ｙ、および／またはｚの軸において点を生成し得る（例えば、体積によってポイントを生成する）。第１の投影は、本明細書の他の場所に記載される方法およびシステムを使用して生成され得る。少なくとも１つの追加の投影は、３Ｄ投影であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、ホログラフィック投影であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、同時にまたは実質的に同時に、ｘ、ｙ、およびｚの軸において、点を生成し得る。あるいは、少なくとも１つの追加の投影は、２Ｄ投影であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、本明細書の他の場所に記載される方法およびシステムを使用して生成され得る。

第１の投影は、少なくとも１つの位相および／または振幅モジュレーターを使用して生成され得、ならびに、少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つの位相および／または振幅モジュレーターあるいは少なくとも１つの他の位相および／または振幅モジュレーターを使用して生成され得る。場合によっては、第１の投影は、少なくとも１つのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を使用して生成され得、ならびに、少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つのＤＭＤまたは少なくとも１つの他のＤＭＤを使用して生成され得る。あるいは、第１の投影は、少なくとも１つの空間光変調器（ＳＬＭ）を使用して生成され得、ならびに、少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つのＤＭＤまたは少なくとも１つの他のＤＭＤを使用して生成され得る。別の代替手段として、第１の投影は、少なくとも１つのＳＬＭを使用して生成され得、ならびに、少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つのＳＬＭまたは少なくとも１つの他のＳＬＭを使用して生成され得る。別の代替手段として、第１の投影は、少なくとも１つのＤＭＤを使用して生成され得、ならびに、少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つのＳＬＭまたは少なくとも１つの他のＳＬＭを使用して生成され得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、オブジェクトの同一部分または異なる部分を形成し得る。

少なくとも１つの追加の投影は、三次元の体積全体で印刷している間に、二次元に制限される場合がある。例えば、少なくとも１つの追加の投影のｘとｙの次元が定義され（例えば、オブジェクトに対応する形状を有する）、オブジェクトは培地のｚ次元全体にわたって生成され得る。この例では、ｘとｙの次元が円の形状に制御された場合、結果として生じるオブジェクトは、培地の深さと等しい高さを有する円柱であり得る。あるいは、二次元内の定義された形状の投影を形成し、最大で約１，０００μｍ、５００μｍ、２５０μｍ、１００μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、またはそれ以下の三次元の高さを有するように、少なくとも１つの追加の投影は制御され得る。二次元内の定義された形状の投影を形成し、少なくとも約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、１，０００μｍ、またはそれ以上の三次元の高さを有するように、少なくとも１つの追加の投影は制御され得る。例えば、ｘとｙの次元が円を形成するように制御され、ｚ次元が５０μｍの高さになるように制御された場合、結果として生じるオブジェクトは、５０μｍの高さを有する円柱であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つのＳＬＭ、少なくとも１つのＤＭＤ、またはそれらの任意の組み合わせによって三次元で制御され得る。

第１の投影は、多光子（例えば、二光子）投影であり得る。第１の投影は、オブジェクトの細かな特徴を定義するために使用され得る。細かな特徴は、限定されないが、臓器（例えば、胸腺ニッチ、肺胞）の特徴、オルガノイドの特徴、足場、細胞ニッチ、血管系、微小血管系、細胞成長用の基材、回折格子、オブジェクトの外部境界、または高解像度から利益を得る他の特徴であり得る。細かな特徴は、少なくとも約１０ナノメートル（ｎｍ）、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、７５０μｍ、１，０００μｍ、５，０００μｍ、１０，０００μｍ、またはそれ以上の特徴サイズを有し得る。細かな特徴は、最大で約１０，０００μｍ、５，０００μｍ、１，０００μｍ、７５０μｍ、５００μｍ、２５０μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、２５μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、１００ｎｍ、１０ｎｍ、またはそれ以下の特徴サイズを有し得る。第１の投影は、多光子３Ｄ印刷に使用され得る。多光子３Ｄ印刷は、本明細書の他の場所に記載される通りであり得る。

少なくとも１つの追加の投影は、単一光子および／または多光子（例えば、二光子）投影であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、１つの投影または複数の投影であり得る。少なくとも１つの追加の投影は、第１の投影と同じエネルギー（例えば、同じ波長を有する）、または第１の投影とは異なるエネルギー（例えば、異なる波長を有する）のものであり得る。場合によっては、少なくとも１つの追加の投影の光が、第１の投影の光の約２倍のエネルギーのものであり得る（例えば、第１の投影は、０．５ｅＶのエネルギーを有する場合があり、第２の投影は１．０ｅＶのエネルギーを有し得る）。少なくとも１つの追加の投影は複数の投影を含み得、複数の投影における１つの投影は、複数の投影における他の投影と同じまたは異なるエネルギーを有し得る。例えば、第１の追加の投影は７００ｎｍの波長を有し得、第２の追加の投影は１１００ｎｍの波長を有し得る。第１の投影および第２の投影は、培地内の異なる材料を標的とするために使用され得る。例えば、第１の投影は第１の材料を硬化することができ、第２の投影は第２の材料を硬化することができる。

少なくとも１つの追加の投影は、単一光子の３Ｄ印刷（例えば、単一光子が培地の一部を硬化するのに十分なエネルギーを運ぶ印刷）に使用され得る。第１の投影は、少なくとも１つの追加の投影よりも大きな力を有する場合がある。第１の投影は、本明細書の他の場所に記載される除去製造のために構成され得る。例えば、第１の投影は、既に堆積した材料を除去することができる。少なくとも１つの追加の投影は、第１の投影によって生成されたものよりも大きな特徴を硬化および／または生成するために使用され得る。場合によっては、第１の投影はオルガノイドの微小血管系を画定するために使用され得るが、第２および第３の投影はオルガノイドの構造の残りを生成するために使用され得る。場合によっては、第１の投影は、鋳造のためのモデルを形成するために使用され得るオブジェクトの外面を画定するために使用され得るが（ここで、解像度が鋳造オブジェクトの最終的な詳細と忠実度に影響を与え得る）、少なくとも１つの追加の投影は、オブジェクトの非表面の大部分を生成し得る。第１の投影と少なくとも１つの追加の投影の組み合わせて同時にオブジェクトを形成すると、高解像度を維持しながら、オブジェクトのより速い生成が結果としてもたらされ得る。

第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、同じ光学素子（例えば、同じ光路、同じＤＭＤ、同じＳＬＭなど）を使用して形成され得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、様々な光学素子上で形成され得る。様々な光学素子は、平行であり得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、同じ光学対物レンズを介して同時に生じることがある。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、異なる光学対物レンズを介して同時に生じることがある。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、同じ光軸（例えば、オブジェクトの同じ側）または異なる光軸（例えば、オブジェクトの異なる側）から来る場合がある。

第１の投影および少なくとも１つの追加の投影が同時に生じ得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影が実質的に同時に生じ得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影が一時の間、同時に生じることがあり、その後、少なくとも１つの追加の投影が止められることがあり（例えば、光の経路にシャッターを置くことにより、光源を切ることによって）、および、少なくとも１つの追加の投影が止められた後、第１の投影は継続することがある。少なくとも１つの追加の投影を止めると、第１の投影がオブジェクト上に細かな細部を堆積させることができる場合がある。

第１の投影は、１つ以上の追加の投影によって生成されたオブジェクトを接合するために使用され得る。オブジェクトの接合は、直接の化学結合（例えば、オブジェクト間に化学結合を形成する）、相互作用しないポリマーを絡ませることによりオブジェクトをともに「編む（ｋｎｉｔｔｉｎｇ）」こと、またはそれらの組み合わせであり得る。第１の投影は、１つ以上の追加の投影によって生成されたオブジェクトに透過することができる場合がある。例えば、第１の投影は、オブジェクトが少なくとも部分的に透明な波長の光を含んでいてもよい。その透過は、第１の投影が、１つ以上の追加の投影によって形成されたオブジェクト内に閉じ込められたポリマー前駆体を硬化することを可能にし得る。１つ以上の追加の投影は、第１の投影の光に反応性の１つ以上のポリマー前駆体を含有するオブジェクトを生成し得る。１つ以上のポリマー前駆体は第１の投影によって硬化され、１つ以上の追加の投影によって生成されたオブジェクト内にオブジェクトを形成することができる。オブジェクト内にオブジェクトを生成することで、同様または異なる材料を接合することができる。

本明細書に記載される方法およびシステムはまた、除去オブジェクト生成プロセスに使用され得る。１つ以上の追加の投影は、オブジェクトの基礎を形成し得る。第１の投影は、オブジェクトから材料を取り除くか、または除去するために使用されてもよく、したがって、オブジェクト上に、またはそのオブジェクト内に細かな特徴を形成する。第１の投影は、１つ以上の追加の投影がオブジェクトの他の部分を印刷している間、アブレーションによって細かな特徴を形成するために使用され得る。例えば、１つ以上の追加の投影は、オブジェクトの一部を形成することができ、第１の投影は、アブレーションによって第１のオブジェクトにおける細かな細部を形成し始めることができ、１つ以上の追加の投影は、オブジェクトの追加の一部を生成することができる。第１の投影および１つ以上の追加の投影は、同時にオブジェクトの部分を生成および除去するために使用され得る。第１の投影および１つ以上の追加の投影は、除去されるオブジェクトの部分に集中され、生成されるオブジェクトの部分に低い出力で残され得る。例えば、第１の投影および１つ以上の追加の投影の１つの投影の両方は、オブジェクトの少なくとも一部を除去および／または形成するために使用され得る。同時の生成と除去により、オブジェクト上にまたはそのオブジェクト内の正と負の空間をシームレスに作成することができる。正と負の空間は、接合システムまたは接続システムとしてともに接合され得る。

第１の投影および少なくとも１つの追加の投影によって形成されたオブジェクトは、１つの細胞または複数の細胞を含有し得る。１つの細胞または複数の細胞は、本明細書に記載される細胞のリストから選択され得る。複数の細胞は、１つ以上の細胞型を含み得る。１つの細胞または複数の細胞は、オブジェクトに機能を与えるために複製することができる（例えば、細胞は、機能性の肝臓を産生するために複製する肝細胞および血管細胞であり得る）。細胞は対象のものであり得る。対象は、ヒト、動物、微生物、植物、疾患を患っている疑いのある前述の対象のいずれか、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。細胞は単細胞生物であり得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影によって形成されたオブジェクトは、１つの細胞または複数の細胞を含まない場合がある。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影によって形成されるものは、オブジェクトが形成された後、１つ以上の細胞を受け入れるように構成され得る。例えば、オブジェクトは、細胞の非存在下で印刷され、印刷後に、オブジェクトに導入された１つ以上の細胞を有する。

オブジェクトは、コンピュータ命令に基づいて印刷され得る。コンピュータ命令は、オブジェクトのコンピュータモデルを含み得る。コンピュータ命令は、既存のオブジェクトに基づく場合がある。オブジェクトは、既存のオブジェクトの実質的に同様の複製であり得る。コンピュータ命令は、臓器の天然の構造、オブジェクトの３Ｄ走査、複数の２Ｄ画像で形成されたポイントクラウド３Ｄ画像、磁気共鳴画像走査、超音波、陽電子放射断層撮影、Ｘ線断層撮影、心エコー図など、またはそれらの任意の組み合わせに基づく場合がある。

オブジェクトは、本明細書に記載される臓器またはオルガノイドであり得る（例えば、本明細書で見られる臓器またはオルガノイドのリストから選択される）。オブジェクトは、本明細書に記載される臓器またはオルガノイドの少なくとも一部であり得る。オブジェクトは、対象で使用するために形成され得る。オブジェクトは、対象で使用するために調製され得る。調製は、組織の培養、インキュベーション、体液（例えば、血液、緩衝液など）の導入、およびさらなる処理工程を含み得る。オブジェクトは、別のオブジェクトと組み合わされ得る。別のオブジェクトは、別の印刷されたオブジェクト、対象の臓器、または別の既製品のオブジェクトであってもよい。

波長は、単一の波長エネルギー（例えば、１つの光子）と、デュアル組み合わせ波長エネルギー（例えば、二光子）と間の局所的な励起または吸収度の利点を示し得る多数の周波数で使用されてもよい。材料科学、通信、製造、算出などの多くの用途は、組み合わせた波長を使用することから利益を得ることがあり、単一波長と多波長の吸収度はＸ線から電波まで及ぶ。

図３５は、単一光子（５０１）および多光子（５０２）の光源の同時の投影の例を示す。単一光子光源（５０１）と多光子光源の両方は、それぞれ複数の異なる波長を含み得る。

図３６は、非化学的に互いに相互作用する編み込まれた印刷構造の例を示す。この例では、２つの異なるポリマーは、互いに化学的に結合しない場合があるが、２つの異なるポリマーが同じオブジェクトを形成することができるように、ポリマーの鎖は絡み合っている場合がある。示されるように、異なるポリマーは、異なる重合方法（例えば、単一光子および二光子の重合）によって重合され得る。あるいは、異なるポリマーは、同じ重合方法（例えば、両方とも単一光子、両方とも二光子など）によって重合され得る。

オブジェクトを形成するための光の減衰
他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成しながら、光を制御する方法を提供し、上記方法は、光の強度のためのスケーリングファクタを生成する工程を含み得る。光の強度は、スケーリングファクタによって減少し得る。上記方法は、光に関して本明細書に記載されているが、本明細書の他の場所に記載される他の放射線源に適用されてもよい。

スケーリングファクタは、オブジェクトのサイズに少なくとも部分的に基づき得る。３Ｄ印刷では、高パワーレーザーシステムは、二光子印刷が生じるのに十分な局所的な強度を達成するために使用され得る。レーザーシステムのパワーは、所与のシステムについて一定であり得る（例えば、パワーは、印刷されることになっているオブジェクトのサイズにかかわらず同じである）。したがって、より小さなオブジェクトの場合、レーザーシステムの全パワーを集中させることで、結果として、小さい領域に加えられているあまりにも多くのパワーに起因する重大な次元オーバーシュート（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）（例えば、オブジェクトのオーバープリンティング）をもたらし得る。したがって、オブジェクトのサイズに対してレーザーシステムのパワーを弱めることで、結果として、重大な次元オーバーシュートの減少および３Ｄオブジェクトの印刷品質の改善をもたらし得る。

オブジェクトのサイズを含む様々なスケーリングファクタが使用され得る。スケーリングファクタは、

を含み得、ここで、ｎ_{ｖｏｘｅｌｓ}は、オブジェクトのボクセル数であり、ｎ_{ｍａｘ ｖｏｘｅｌｓ}は、３Ｄプリンターが一度に印刷することができるボクセルの数である。例えば、同時に１，０００ボクセル印刷することができるプリンター上の５つのボクセルのオブジェクトを印刷するために、５／１０００または０．００５のスケーリングファクタが生成され得る。この例では、合計のレーザーパワーの１００ワットを有するプリンターは、オブジェクトの印刷のために０．５ワットまでスケーリングすることができる。より高次項（例えば、二次項、指数項、対数項など）を含むさらなるスケーリングファクタも使用され得る。

強度の減少は、重大な次元オーバーシュートを減少させ得る。例えば、強度を減少させると、印刷される体積の周囲の体積に漏れる光の量が減少し得る。この例では、漏れる光が減少すると、印刷される体積の周囲の体積における硬化を防ぎ、それによって、重大な次元オーバーシュートを減少させることができる。重大な次元オーバーシュートは、少なくとも約１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、またはそれ以上だけ減少し得る。重大な次元オーバーシュートは、最大で約９９．９％、９９．５％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、８５％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、１％、またはそれ以下だけ減少し得る。

減少は、光源の光路に構成要素を加えることを含み得る。光源は、本明細書の他の場所に記載される光源（例えば、レーザー）であり得る。構成要素は、光源の強度を減少させるように構成され得る。構成要素はモジュレーターを含み得る。モジュレーターは、活性な波長板、ＳＬＭ、ＤＭＤ、偏光子など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。構成要素はビームスプリッターを含に得る。ビームスプリッターは、偏光ビームスプリッター、パーセンテージビームスプリッター（例えば、５０／５０ビームスプリッター）、反射ビームスプリッター、ドットパターンビームスプリッターなど、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。構成要素は、取り外し可能な構成要素であり得る。例えば、構成要素は、光源が全パワーで作動することを可能にするために取り除かれ得る。構成要素は、１つ以上のニュートラルフィルターを含み得る。例えば、構成要素は、光源のパワーを調節するように構成された複数の異なるニュートラルフィルターを含み得る。別の例では、構成要素は、１つ以上のグラジエントニュートラルデンシティーウィール（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗｈｅｅｌ）を含み得る。

強度の減少は、少なくとも約０．１秒、１秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、５分、１０分、１５分、３０分、１時間、またはそれ以上内に完了し得る。強度の減少は、最大で１時間、３０分、１５分、１０分、５分、１分、３０秒、１０秒、５秒、１秒、０．１秒、またはより以下内に完了し得る。強度の減少は、少なくとも１つの追加の光線を生成し得る。少なくとも１つの追加の光線は、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の光線であり得る。少なくとも１つの追加の光線は、最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、またはそれ以下の光線であり得る。少なくとも１つの追加の光線は、本明細書の他の場所に記載される少なくとも１つの追加の３Ｄプリンターのための光源として構成され得る。例えば、追加の光線は、第２の３Ｄプリンターを使用した印刷のために、構成要素から第２の３Ｄプリンターへと向けられ得る。少なくとも１つの追加の光線は、少なくとも１つの追加の３Ｄオブジェクトを印刷することができる。例えば、少なくとも１つの追加の光線は、第２のプリンターで第２の３Ｄを印刷することができる。別の例では、少なくとも１つの追加の光線は、第２のオブジェクトを形成するために、同じプリンター内の第２の培地浴に向けられ得る。別の例では、少なくとも１つの追加の光線は、第２のオブジェクトまたは少なくとも第１のオブジェクトの一部のために、第１のオブジェクトと同じ培地浴に向けられ得る。少なくとも１つの追加の光線は、硬化する光として使用するために構成され得る。例えば、完成したオブジェクトは、重合を完了させ、かつオブジェクトを硬化するために、少なくとも１つの追加の光線中に配置され得る。

組み合わせた三次元印刷のための方法およびシステム
他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法を提供し、上記方法は、少なくとも１つのポリマー前駆体を含む培地内で、３Ｄオブジェクトの第１の部分に対応する第１の３Ｄ投影を生成する工程を含み得る。第１の３Ｄ投影は、複数のポイントの実質的に同時のホログラフィーのアレイを含み得る。実質的に同時に、３Ｄオブジェクトの少なくとも１つの追加の部分に対応する少なくとも１つの追加の投影が生成され得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、培地内の３Ｄオブジェクトを形成ことができる。

複数のポイントは、光の複数の焦点であり得る。複数のポイントは、光の集中する複数のポイントであり得る。培地は、本明細書の他の場所に記載される培地（例えば、細胞を含む、細胞を含まない、１つ以上のポリマー前駆体を含む）を含み得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、同時であり得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、実質的に同時であり得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、少なくとも約０．１秒、１秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、５分、１０分、１５分、３０分、１時間、またはそれ以上内であり得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、最大で約１時間、３０分、１５分、１０分、５分、１分、３０秒、１０秒、５秒、１秒、０．１秒、またはそれ以下内であり得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、前述の点のうちの任意の２つによって記載されているような範囲にあり得る。例えば、第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影の生成は、１～３０秒以内であり得る。少なくとも１つの追加の部分は、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の部分を含み得る。少なくとも１つの追加の部分は、最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、またはそれ以下の部分を含み得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影は、同時であり得る。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影は、最初は同時であり得る。例えば、第１の３Ｄ投影または少なくとも１つの追加の投影が止められる前に、第１の３Ｄ投影は少なくとも１つの追加の投影と同時に開始され得る。少なくとも１つの追加の投影は、第１の３Ｄ投影の前に止められ得る。例えば、少なくとも１つの追加の投影は、３Ｄ部分の大部分を生成し、その後、止められ得るが、第１の３Ｄ投影は３Ｄオブジェクトの細部を生成し続ける。第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加の投影は、連続し得る。第１の３Ｄ投影は、少なくとも１つの追加の投影の後に投影され得る。第１の３Ｄ投影は、少なくとも１つの追加の投影の前に投影され得る。第１の３Ｄ投影は、少なくとも１つの追加の投影の追加の投影の間に投影され得る。例えば、第１の追加の投影が投影され得、第１の３Ｄ投影が投影され得、第２の追加の投影が投影され得る。

第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、構成要素の同じセットに沿って投影され得る。構成要素は、本明細書の他の場所に記載される構成要素（例えば、ＳＬＭ、ＤＭＤ、ミラーなど）であり得る。例えば、第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、同じ対物レンズを介して投影され得る。第１の投影および少なくとも１つの追加の投影は、構成要素の異なるセットに沿って投影され得る。例えば、第１の投影は、ＳＬＭと対物レンズとを含む構成要素の第１のセットに沿って投影され得るが、第２の投影は、別のＳＬＭと別の対物レンズとを含む構成要素の第２のセットに沿って投影され得る。少なくとも１つの追加の投影のそれぞれの投影は、構成要素の異なるセットに沿って投影され得る。少なくとも１つの追加の投影の複数の投影は、共有の構成要素に沿って投影され得る。例えば、少なくとも１つの追加の投影の第１の投影は、構成要素の第１のセットに沿って投影され得るが、少なくとも１つの追加の投影の第２および第３の投影は、構成要素の第２のセットに沿って投影され得る。構成要素の異なるセットは、第１の３Ｄ投影に垂直な投影を生成し得る。例えば、異なるセットは、培地の側部から培地へと少なくとも１つの追加の投影を投影するように構成され得るが、第１の投影は、培地の上部から投影されるように構成され得る。構成要素の異なるセットは、第１の３Ｄ投影と平行な投影を生成し得る。例えば、構成要素の異なるセットは、培地の底部へと１つ以上の追加の投影を投影するように構成され得るが、第１の３Ｄ投影は培地の上部へと投影され得る。別の例では、第１の投影と少なくとも１つの追加の投影の両方は、構成要素の異なるセットを使用して、培地の上部から投影され得る。構成要素の異なるセットは、共通の光軸を共有しない場合がある。例えば、異なる構成要素は互いに垂直であり得る。別の例では、異なる構成要素は、互いに軸から外れている場合がある（例えば、３０度の角度で）。構成要素の異なるセットは、１つ以上の対物レンズを含み得る。１つ以上の対物レンズは、異なる焦点距離を有し得る。異なる焦点距離は、培地内の異なる深さで第１の投影および少なくとも１つの追加の投影を投影するように構成され得る。例えば、より弱い（例えば、より低開口数の）対物レンズは、培地内へと深く投影することができるが、より強力な（例えば、より高開口数の）対物レンズは、培地内へとそれほど深く投影することができない。様々な対物レンズは、切り替え可能に構成された複数の様々な対物レンズであり得る。例えば、回転輪に取り付けられた複数の対物レンズは、特定の投影の特異性に応じて複数の異なる開口数および投射距離を提供するために使用され得る。

培地は、本明細書の他の場所に記載される培地であり得る。培地は回転する場合がある。例えば、培地は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、またはそれらの任意の組み合わせに沿って回転し得る。回転は、対称なオブジェクトを生成するように構成され得る。例えば、ｚ軸のまわりで回転した培地から形成されるオブジェクトは、ｘ－ｙ軸対称性を有し得る。回転は、第１の３Ｄ投影および／または少なくとも１つの追加の投影の軸に沿う場合がある。回転は、第１の３Ｄ投影および／または少なくとも１つの追加の投影に対して軸から外れている場合がある（例えば、垂直、平行以外の他の角度）。少なくとも１つの追加の投影は回転し得る。例えば、少なくとも１つの追加の投影は、培地浴のまわりで回転し得る。少なくとも１つの追加の投影の少なくとも１つの投影は、静止している場合がある。少なくとも１つの追加の投影は、少なくとも１つの追加の投影を生成するように構成された１つ以上の光学素子の回転によって回転し得る。例えば、少なくとも１つの追加投影を回転させるために、ミラーは培地の外側を中心に回転され得る。

少なくとも１つの追加投影は、３Ｄホログラフィック投影、２Ｄホログラフィック投影、別の２Ｄ投影（例えば、デジタル光処理（ＤＬＰ投影）、１Ｄ（例えば、線）投影、走査法（例えば、０Ｄ）点など、またはそれらの任意の組み合わせの１つ以上を含み得る。例えば、少なくとも１つの追加投影は、複数の線の投影を含み得る。別の例では、少なくとも１つの追加投影は、点の３Ｄホログラフィック投影を含み得る。３Ｄホログラフィック投影は、本明細書の別の場所に記載されるホログラフィック投影であってもよい。２Ｄホログラフィック投影は、３Ｄオブジェクトの単層であり得る。２Ｄホログラフィック投影は、三次元で拡張することができるが、その次元に限られていない場合もある。１Ｄ投影は、単一の線の投影であり得る。走査点は、二光子リソグラフィーを書く走査点であっても良い。少なくとも１つの追加投影のそれぞれの投影は、同じタイプの投影を含み得る。例えば、それぞれの投影は２Ｄ投影であり得る。少なくとも１つの追加投影のそれぞれ投影は、異なるタイプの投影を含み得る。例えば、３つの追加の投影は、１つの３Ｄ投影および２つの２Ｄ投影であり得る。

第１の３Ｄ投影および少なくとも１つの追加投影は、付加製造法および／または除去製造法を含み得る。本明細書の他の場所に記載される付加製造法は、３Ｄ印刷を含み得る。例えば、付加製造は、３Ｄオブジェクトを形成するために、培地中に硬化性材料を含み得る。除去製造法は、本明細書の他の場所に記載される除去方法を含み得る。例えば、高い強度の光のパターンは、形成されたオブジェクトの一部を除去することができる。少なくとも１つの追加投影は、培地中でオブジェクトの形態を生成し得る。オブジェクトの形態は、オブジェクトの一般的な形状および／または構造を含み得る。オブジェクトの形態は、オブジェクトの細部を含まないことがある。少なくとも１つの追加投影は、オブジェクトの細部を生成するように構成されない場合がある。例えば、少なくとも１つの追加投影は、オブジェクトの細部よりも低い解像度の制限を有し得る。第１の３Ｄ投影は、少なくとも１つの追加投影よりも高い解像度を有し得る。第１の３Ｄ投影は、オブジェクトの形態から材料を除去するように構成され得る。例えば、第１の３Ｄ投影は、オブジェクトを生成するべく形態上でおよび／または形態中に細部を生成するために、材料を形態から除去することができる。第１の３Ｄ投影は、オブジェクトの形態上でおよび／または形態中に追加の細部を生成するように構成され得る。例えば、第１の３Ｄ投影は、オブジェクトを生成するために、形態の表面上に新しい細部を生成することができる。

第１の３Ｄ投影は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を使用せずに生成され得る。少なくとも１つの追加投影は、ＤＭＤを使用せずに生成され得る。第１の３Ｄ投影は、本明細書の他の場所に記載されるように（例えば、ＳＬＭとＤＭＤの助けを借りて）生成され得る。少なくとも１つの追加投影は、本明細書の他の場所に記載されるように（例えば、ＳＬＭとＤＭＤの助けを借りて）生成され得る。

光の再使用
他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法を提供し、上記方法は、空間光変調器（ＳＬＭ）から光を反射させる工程を含む。反射光は、角度選択性光学素子（ａｎｇｕｌａｒ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃ）の助けを借りて収集される。反射光は、ホログラフィーの３Ｄプリンターに結合され得る。ホログラフィーの３Ｄプリンターに関して本明細書に記載されているが、本開示の方法およびシステムは、任意のタイプの光に基づいた３Ｄプリンター（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に基づいたプリンター）と共に使用され得る。

光が光モジュレーター（例えば、ＳＬＭ）と相互作用する場合、光の一部は調節されないことがあるが、代わりに、モジュレーターの表面で反射されることがある。これは、モジュレーターの表面の固有の反射率に起因する場合があり、入射光ビームの強度の３～５％までを有する反射光線ビームを生成することができる。この光は、光を収集しないことによって浪費され得るか、または、光は収集され、生産的に使用され得る。この光の収集によって、システムの効率に対する改善は、この追加の光源を利用することができる新しいシステムと同様に実現され得る。

ＳＬＭは、本明細書の他の場所に記載されるＳＬＭであり得る（例えば、３Ｄ印刷システムの一部）。光は、本明細書の他の場所に記載される光源からの光であり得る（例えば、レーザー源）。光は、本明細書の他の場所に記載される方法およびシステムの一部としてＳＬＭで反射され得る。反射光は、本明細書の他の場所に記載される方法およびシステムでの使用に適し得る（例えば、反射光はコリメートされてもよく、関連する波長のものであってもよい）。

角度選択性光学素子は、１つ以上のブラッグ格子をみ得る。ブラッグ格子は、複数の屈折率を有する複数の層を含み得る。ブラッグ格子は、分布ブラッグ反射鏡を含み得る。ブラッグ格子は、ブラッグ格子上の光の入射角に応じた、特定の透過プロファイルを有するように構成され得る。例えば、ブラッグ格子は、直角入射の所与の光波長を反射させることができ、より斜めの入射の同じ光を透過させることができる。角度選択性光学素子は、空間光変調器から直接反射された光を反射させるが、ＳＬＭと相互作用し、かつ異なる角度で入射され得る光を透過させるように構成され得る。

反射光は、構造化された光を含み得る。構造化した光は、本明細書の他の場所に記載される構造化された光であり得る。例えば、構造化された光は、３Ｄホログラムを形成するためにコード化され得る。構造化された光は、ホログラフィーの３Ｄプリンターの培地チャンバ内で３Ｄホログラフィーを生成し得る。例えば、光は、培地チャンバ内でオブジェクトを形成するために、角度選択性光学素子から、３Ｄプリンターの培地チャンバの方へと向けられ得る。反射光は、培地チャンバの前に、１つ以上の中間光学素子（例えば、ＳＬＭ、ミラー、位相板など）の方へと向けられ得る。

図４１は、光の再使用スキームの例である。入射光（４１０１）は、変調素子（４１０２）に影響を与え得る。変調素子は、本明細書の他の場所に記載されるＳＬＭであり得る。入射光（４１０３）の一部は、相互作用することなく変調素子から反射することができ、したがって、いかなる変調も受け取らない。その後、この部分は、角度選択性光学素子（４１０４）と相互作用することができ、その部分を対物レンズ（４１０５）から遠ざかるように向けることができる。対物レンズから離れるように反射光を向けることによって、反射光は、対物レンズを超えて培地浴に到達することができず、培地浴内に０次の反射アーチファクトを生成することができない。その後、部分（４１０３）はシステムから取り除かれ得るか、または、別の印刷作業のための光源として使用され得る。入射光（４１０６）の相互作用部分は、対物レンズ（４１０５）を介して、角度選択性光学素子を通過することができ、本明細書の他の場所に記載されるＤ印刷作業に使用され得る。

培地の添加剤および成分
本開示は、本明細書に記載される方法およびシステムと共に使用され得る様々なタイプの培地を提供する。培地は、１つ以上のポリマーのモノマー前駆体を含み得る。モノマー前駆体は、ポリマーを形成するために、重合するように構成され得る。モノマーは、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）モノマーであり得る。ＰＥＧモノマーは、マルチアームＰＥＧモノマーを含み得る。マルチアームＰＥＧモノマーは、ＰＥＧモノマー上に少なくとも約１、２、３、４、またはそれ以上の置換基を含み得る。マルチアームＰＥＧモノマーは、ＰＥＧモノマー上に最大で約４、３、２、またはそれ以下の置換基を含み得る。例えば、マルチアームＰＥＧモノマーは、４つのアームのＰＥＧモノマーであり得る。ＰＥＧモノマーは、少なくとも約４６、１００、５００、１，０００、５，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００ダルトン、またはそれ以上の分子量を有し得る。ＰＥＧモノマーは、最大で約２０，０００、１５，０００、１０，０００、５，０００、１，０００、５００、１００、４７ダルトン、またはそれ以下の分子量を有し得る。

培地は、１つ以上の光クエンチャー（ｐｈｏｔｏ－ｑｕｅｎｃｈｅｒ）を含み得る。光クエンチャーの存在は、所定の印刷パターン以外の稀な相互作用（例えば、二重吸収事象、長寿命仮想状態（ｌｏｎｇ ｌｉｖｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｔａｔｅｓ）など）から生じ得る確率的硬化プロセスを低減することによって、印刷品質（例えば、モデルの忠実度、精度など）に対する制御を改善し得る。例えば、光クエンチャーの添加により、集光されていない光線内で重合事象が生じる可能性を減少させることができる。光クエンチャーは、１つ以上の漂白剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、水酸化カルシウム、亜ジチオン酸ナトリウムなど）、過酸化物（例えば、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、過酸化ベンゾイル、過マンガン酸カリウムなど）、チロシン誘導体（例えば、ｎ－アセチル－１－チロシン）など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。光クエンチャーは、生体適合性であり得る（例えば、光クエンチャーは、１つ以上の生体系に影響を全く与えないか、最小限の影響を有し得る）、光クエンチャーは、意図しない培地の硬化を低減させ、および／または防ぐように構成され得る。例えば、光クエンチャーの存在は、硬化事象を結果としてもたらす刺激の強度および／または期間を増大させ得る。この例では、これは、意図していない曝露が硬化を結果としてもたらす可能性を減少させることによって、意図しない硬化を減少させることができる。光クエンチャーは、少なくとも約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００ ７００、８００ ９００、１，０００ミリモル、またはそれ以上の濃度で、培地中に存在し得る。光クエンチャーは、最大で約１，０００、９００、８００、７００、６００、５００、４００、３００、２００、１００、５０、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０１、０．００５、０．００１ミリモル、またはそれ以下の濃度で培地中に存在し得る。光クエンチャーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義される濃度で培地中に存在し得る。例えば、光クエンチャーは、約０．１～１ミリモルの濃度を有し得る。光クエンチャーは、印刷前に培地に導入され得る。光クエンチャーは、完成したオブジェクトを洗浄するために使用される浴に導入され得る。例えば、オブジェクトは、３Ｄプリンターで形成され、光クエンチャーを含む溶液で洗浄され得る。この例では、光クエンチャーの存在は、洗浄操作中にオブジェクト上への材料の連続した堆積を減少させることができる。光クエンチャーは阻害剤ではないことがある。例えば、光クエンチャーは、重合速度を減少させることができるが、重合を排除することはできない。

位相空間の計算
他の態様では、本開示は、少なくとも１つの入力を受けとる工程を含み得る、ホログラムを生成するための方法を提供する。少なくとも１つの入力は、三次元（３Ｄ）プリンターを使用して印刷されるオブジェクトに対応する少なくとも１つの位相空間入力であり得る。１つ以上の変換が、少なくとも１つの入力に適用され得る。変換は、オブジェクトの少なくとも１つの位相空間画像の変換を含み得る。１つ以上のプロセッサを使用して、少なくとも１つの位相空間画像の変換に少なくとも部分的に基づいて、ホログラムは計算され得る。ホログラムは、３Ｄプリンター内でのオブジェクトの印刷を指示するために使用され得る。変換の例としては、限定されないが、マスキング、スケーリング、伸展、添加、増殖、シフト、位相空間に相当する他の実際の空間変換などが挙げられる。

位相空間入力は、例えば、位相空間に変換された本物の空間画像、位相空間など（例えば、後焦点面画像）で自然に得られた画像であり得る。位相空間は、周波数領域と呼ばれる場合がある。位相空間中に情報を有することで、いくつかの画像処理操作を実施するために使用される計算資源の量を減少させることができる。例えば、周波数による画像のマスキングは、実際の空間よりも位相空間で行う方が非常に簡単である。入力（例えば、画像）を、実際の空間から位相空間に、または位相空間から実際の空間に変換すると、計算上高価になり得、したがって、かなりの処理時間がかかる。したがって、位相空間の計算（例えば、動いているオブジェクトを追跡すること）を含むリアルタイム操作を使用する用途は、実際の空間で通常適用される位相空間における計算の適用から利益を得る場合がある。

少なくとも１つの入力は、１つ以上の生細胞の１つ以上の画像を含み得る。生細胞は、本明細書の別の場所に記載される細胞であり得る。細胞は移動性であり得る（例えば、培地を通って移動する）。１つ以上の生細胞を少なくとも部分的に封入する構造が生成され得る。１つ以上の生細胞および／または死細胞を少なくとも部分的に封入する構造が生成され得る。例えば、生きているコロニーから細胞を除去するために死細胞を封入する構造が生成され得る。オブジェクトは細胞封入を含み得る。例えば、オブジェクトは、ポリマー内に封入された複数の細胞を含み得る。別の例では、ある大きさまたは形状の細胞は、位相空間の変換の助けにより、自動的に捕捉され得る。この例では、細胞のサイズおよび形状により、位相空間に明確に変換され、計算の複雑さが軽減され、応答時間が改善される。ホログラムが形成される前に細胞は移動することができるため、細胞の移動度は、３Ｄプリンター内で使用されるホログラムを生成するための低速計算を実施不可能にする。したがって、位相空間ホログラム生成を含む速い計算は、結果として、より速いホログラム生成およびより容易な細胞捕捉をもたらし得る。

平面統合および３Ｄクラスタリング
他の態様では、本開示は、印刷するために三次元（３Ｄ）オブジェクトを分割するための方法を提供し、上記方法は、３Ｄオブジェクトに対応するモデルを提供する工程を含む。モデルは、印刷のために分割して、分割されたモデルを形成することができる。分割は、オブジェクトを１つ以上の部分に分けることを含み得る。１つ以上の部分のそれぞれの部分は、３Ｄプリンターの最大印刷可能な体積より小さい体積を有し得る。分割されたモデルは、３Ｄプリンターに出力され得る。３Ｄプリンターは、３Ｄオブジェクトを生成するためにモデルを使用することがある。

他の態様では、本開示は、印刷のための三次元（３Ｄ）オブジェクトを分割するための方法を提供し、上記方法は、３Ｄオブジェクトに対応する分割されたモデルを提供する工程を含む。分割されたモデルよりも少ない区画を含む減少したモデルを形成するために、組み合わせられる区画の体積が３Ｄプリンターのボクセル体積のそれよりも小さい場合、分割されたモデルの区画は組み合わせられ得る。減少したモデルは、３Ｄプリンターに出力され得る。３Ｄプリンターは、３Ｄオブジェクトを生成するために減少したモデルを使用し得る。減少したオブジェクトを使用すると、分割されたモデルを使用するよりも短い印刷時間をもたらすことができる。

ホログラフィーの３Ｄ印刷中に、印刷の律速段階は、光学部品および／または培地浴の位置を移動させるためのステージの移動であり得るが、印刷可能な体積内で３Ｄオブジェクトを形成するための光学的変換は高速であり得る。したがって、試みられる移動の数を減らすと、３Ｄプリンターの印刷可能な体積よりも大きなサイズを有するオブジェクトの印刷時間を大幅に減少させることができる。段階移動の数を減らすための１つの方法は、３Ｄプリンターの印刷可能な体積の使用を最大化する部分へとオブジェクトの３Ｄモデルを分割することである。

３Ｄモデルの様々な部分が、３Ｄプリンターの同じ印刷可能な体積（例えば、ボクセル）内に適合し得る場合、上記部分は、３Ｄプリンターによって未だ印刷することができるよりも大きな区画を形成するために組み合わせられ得る。部分を組み合わせると、より少ないセグメントの界面を結果としてもたらすより少ないセグメントが存在するため、モデル内により少ない界面不一致がもたらされ得る。モデルの分割は、モデル全体としてではなく、モデルの局所的なサブセットに基づいて、印刷フィールドを選択することによって実施され得る。例えば、局所的な構造についての考慮は、単一のボクセルとしてモデルの一部を印刷することができることを決定するために使用され得る。

同様に、三次元で印刷する能力により、オブジェクトを形成するために使用される印刷操作の数を減らすための３Ｄクラスター化（例えば、３Ｄ ｋ手段）の使用が可能になり得る。３Ｄクラスター化は、２Ｄの平面を組み合わせて３Ｄ体積にすることを含み得る。例えば、複数の２Ｄ平面の区画は、単一の３Ｄ体積の区画を形成するために組み合わされ得る。３Ｄクラスター化の使用は、２Ｄ印刷命令を３Ｄ印刷命令に変換することを可能にし得、それにより、オブジェクトの印刷時間を大幅に減少させることができる。例えば、２００のボクセルへと統合することができる１，０００の２Ｄ平面を含むモデルの場合、オブジェクトは、２Ｄプリンターと比べて５分の１の時間で、ホログラフィーの３Ｄプリンター上で印刷することができる。

コンピュータシステム
本開示は、本開示の方法を実施するようにプログラムされたコンピュータ制御システムを提供する。図１１は、コンピュータメモリにおける３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスのコンピュータモデルを受け取り；コンピュータメモリにおける３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスのコンピュータモデルのポイントクラウド表現またはラインベース表現を生成し；および、３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスのコンピュータモデルに従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って培地チャンバ内の培地にエネルギービームを向けるように、ならびに、３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスの少なくとも一部を形成するべくポリマー前駆体の少なくとも一部をさらすように、少なくとも１つのエネルギー源に指示するようにプログラムされるか、または他の方法で構成されるコンピュータシステム（１１０１）を示す。コンピュータシステム（１１０１）は、例えば、３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスなどの、プリントされるあらかじめ定められた三次元（３Ｄ）生体材料構造のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを受け取るか、または生成するなどのために、本開示のコンピュータモデル生成および設計、画像生成、ホログラフィック投影、ならびに光変調の様々な態様を規制することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、ＣＡＤモデル、またはポイントクラウドモデルまたはラインベースモデルなどの任意の他のタイプのコンピュータモデルを、印刷されるあらかじめ定められた３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスの画像へと変換することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、あらかじめ定められた３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスの画像をホログラフィーで投影することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、光路またはエネルギービーム経路がコンピュータシステム（１１０１）によって作成されるように、光源、エネルギー源、またはエネルギービームを調節することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、光路またはエネルギービーム経路に沿って光源、エネルギー源、またはエネルギービームを配向することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、ユーザーの電子デバイスであり得るか、または電子デバイスに対して遠隔に位置付けられるコンピュータシステムあり得る。電子デバイスはモバイル電子デバイスであってもよい。

コンピュータシステム（１１０１）は、中央処理装置（ＣＰＵ、本明細書では「プロセッサ」および「コンピュータプロセッサ」とも呼ばれる）（１１０５）を含み、この中央処理装置は、シングルコアまたはマルチコアのプロセッサ、あるいは並行処理のための複数のプロセッサであり得る。コンピュータシステム（１１０１）は、メモリまたは記憶場所（１１１０）（例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子記憶装置（１１１５）（例えば、ハードディスク）、１つ以上の他のシステムと通信するための通信インターフェース（１１２０）（例えば、ネットワークアダプタ）、およびキャッシュ、他のメモリ、データ記憶装置、および／または電子ディスプレイアダプタなどの周辺機器（１１２５）も含む。メモリ（１１１０）、記憶装置（１１１５）、インターフェース（１１２０）、および周辺機器（１１２５）は、マザーボードなどの通信バス（実線）を介してＣＰＵ（１１０５）と通信する。記憶装置（１１１５）は、データを保存するためのデータ記憶装置（または、データレポジトリ）であり得る。コンピュータシステム（１１０１）は、通信インターフェース（１１２０）の助けによってコンピューターネットワーク（「ネットワーク」）（１１３０）に動作可能に接続され得る。ネットワーク（１１３０）は、インターネット、インターネットおよび／またはエクストラネット、インターネットと通信状態にあるイントラネットおよび／またはエクストラネットであり得る。場合によっては、ネットワーク（１１３０）は、電気通信および／またはデータのネットワークである。ネットワーク（１１３０）は、１つ以上のコンピュータサーバーを含むことができ、これはクラウドコンピューティングなどの分散コンピューティングを可能にし得る。ネットワーク（１１３０）は、場合によっては、コンピュータシステム（１１０１）の助けにより、ピアツーピア・ネットワークを実施することができ、これは、コンピュータシステム（１１０１）に連結されたデバイスが、クライアントまたはサーバーとして動くことを可能にし得る。

ＣＰＵ（１１０５）は一連の機械可読命令を実行することができ、これらの命令は、プログラムまたはソフトウェアで具体化され得る。この命令は、メモリ（１１１０）などのメモリ位置に保存され得る。この命令は、ＣＰＵ（１１０５）に向けることができ、これは後に、本開示の方法を実施するようにＣＰＵ（１１０５）をプログラムするか、または他の方法で構成することができる。ＣＰＵ（１１０５）によって実行される操作の例は、フェッチ、デコード、実行、およびライトバックが挙げられ得る。

ＣＰＵ（１１０５）は、集積回路など回路の一部であり得る。システム（１１０１）の１つ以上の他のコンポーネントが、回路に含まれてもよい。場合によっては、回路は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。

記憶装置（１１１５）は、ドライバー、ライブラリ、およびセーブされたプログラムなどのファイルを保存することができる。記憶装置（１１１５）は、ユーザーデータ、例えば、ユーザーの嗜好性およびユーザーのプログラムを保存することができる。コンピュータシステム（１１０１）は、場合によっては、イントラネットまたはインターネットを通じてコンピュータシステム（１１０１）と通信状態にあるリモートサーバー上に位置付けられるなどした、コンピュータシステム（１１０１）の外側にある１つ以上の追加のデータ記憶装置を含み得る。

コンピュータシステム（１１０１）は、ネットワーク（１１３０）を介して１つ以上のリモートコンピュータシステムと通信することができる。例えば、コンピュータシステム（１１０１）は、ユーザーのリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピュータシステムの例としては、パーソナルコンピュータ（例えば、持ち運び可能なＰＣ）、スレートまたはタブレットＰＣ（例えば、Ａｐｐｌｅ^{（登録商標）}ｉＰａｄ^{（登録商標）}、Ｓａｍｓｕｎｇ^{（登録商標）}Ｇａｌａｘｙ Ｔａｂ）、電話、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ^{（登録商標）}ｉＰｈｏｎｅ^{（登録商標）}、Ａｎｄｒｏｉｄ対応デバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ^{（登録商標）}）、クラウドベースのコンピューティングサービス（例えば、Ａｍａｚｏｎ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、または携帯情報端末が挙げられる。ユーザーは、ネットワーク（１１３０）を介してコンピュータシステム（１１０１）にアクセスすることができる。

本明細書に記載される方法は、例えば、メモリ（１１１０）または電子記憶装置（１１１５）上などの、コンピュータシステム（１１０１）の電子記憶場所に保存された機械（例えば、コンピュータプロセッサ）実行可能コードによって実施され得る。機械実行可能コードまたは機械可読コードは、ソフトウェアの形態で提供され得る。使用中、コードは、プロセッサ（１１０５）によって実行され得る。場合によっては、コードは、記憶装置（１１１５）から取り出され、かつプロセッサ（１１０５）による即時のアクセスのためにメモリ（１１１０）に保存することができる。いくつかの状況では、電子記憶装置（１１１５）は除外することができ、機械実行可能命令はメモリ（１１１０）に保存される。

コードは、コードを実行するのに適したプロセッサを有する機械と共に使用するためにあらかじめコンパイルおよび構成され得るか、または、実行時間中にコンパイルされ得る。コードは、あらかじめコンパイルされるか、またはアズコンパイルされた（ａｓ－ｃｏｍｐｉｌｅｄ）様式でコードを実行可能にするために選択され得る、プログラミング言語で供給され得る。

コンピュータシステム（１１０１）などの、本明細書で提供されるシステムおよび方法の態様は、プログラミングの際に具体化され得る。本技術の様々な態様は、典型的に一種の機械可読媒体上で保有されるか、またはそれに埋め込まれる機械（または、プロセッサ）実行可能コードおよび／または関連データの形態で、「製品」または「製造用品」として考慮され得る。機械実行可能コードは、メモリ（例えば、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）またはハードディスクなどの電子記憶装置に記憶することができる。「記憶」型の媒体は、様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなどの、コンピュータまたはプロセッサなどの有形メモリ、あるいはその関連するモジュールのいずれかまたは全てを含むことができ、これらは、ソフトウェアのプログラミングのためにいかなる時も非一時的な記録媒体を提供し得る。ソフトウェアの全てまたは一部は、時々、インターネットまたは様々な他の電気通信ネットワークを介して通信される。そのような通信は、例えば、あるコンピュータまたはプロセッサから別のコンピュータまたはプロセッサへの、例えば、管理サーバーまたはホストコンピュータからアプリケーションサーバーのコンピュータプラットフォームへのソフトウェアのローディングを可能にし得る。したがって、ソフトウェア要素を持ち得る別のタイプの媒体は、有線および光地上通信線ネットワークを介した、および様々なエアリンク（ａｉｒ－ｌｉｎｋｓ）上での、ローカルデバイス間の物理インターフェースにわたって使用されるものなどの、光波、電波、および電磁波を含む。有線または無線リンク、光リンクなどの、そのような波を運ぶ物理要素はまた、ソフトウェアを持つ媒体と考えられ得る。本明細書で使用される場合、非一時的で有形の「記憶」媒体に制限されない限り、コンピュータまたは機械「可読媒体」などの用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与する媒体を指す。

したがって、コンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、限定されないが、有形記憶媒体、搬送波媒体、または物理送信媒体を含む、多くの形態をとってもよい。不揮発性記憶媒体は、例えば、光ディスクまたは磁気ディスク、例えば、図面に示されるデータベースなどを実施するために使用され得るものなどのコンピュータなどにおける記憶装置のいずれかを含む。揮発性記憶媒体は、ダイナミックメモリ、例えば、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリを含む。有形送信媒体は、同軸ケーブル；コンピュータシステム内のバスを含むワイヤーを含む、銅線および光ファイバーを含んでいる。搬送波送信媒体は、無線周波（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されたものなどの、電気信号または電磁気信号、あるいは音波または光波の形態をとり得る。それゆえ、コンピュータ可読媒体の共通の形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤもしくはＤＶＤ－ＲＯＭ、他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する他の物理的な記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ（登録商標）－ＥＰＲＯＭ、他のメモリチップもしくはカートリッジ、データもしくは命令を運ぶ搬送波、そのような搬送波を伝達するケーブルもしくはリンク、またはコンピュータがプログラミングのコードおよび／またはデータを読み取ることができる他の媒体を含む。コンピュータ可読媒体のこれらの形態の多くは、実行のためにプロセッサに１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを運ぶことに関与し得る。

コンピュータシステム（１１０１）は、電子ディスプレイ（１１３５）を含むことができるか、または電子ディスプレイ（１１３５）と通信することができ、該電子ディスプレイ（１１３５）は、例えば、印刷プロセスの状態（例えば、プロセスの完了前に印刷された３Ｄ組織部分を表す３Ｄリンパ系オルガノイドおよび／または３Ｄ細胞含有マトリックスのイラストを表示する）を提供するためのユーザーインターフェース（ＵＩ）（１１４０）と、エネルギービームの手動制御部（例えば、エネルギービームのオン／オフ状態を制御する非常停止ボタン）と、例えば、培地チャンバ内で遠隔の酸素濃度、二酸化炭素濃度、湿度測定、および温度測定を表示するように設計されたディスプレイインジケーターとを含む。ＵＩの例としては、限定されないが、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）およびウェブベースのユーザーインターフェースが挙げられる。

好ましい実施形態
別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞と（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含む、培地チャンバを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）複数の細胞の少なくともサブセットと、（ｉｉ）前記１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーとを含む、三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべく、コンピュータメモリにおける３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、３Ｄ投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の培地へと少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）前記１つ以上の免疫のタンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも前記一部をさらす工程とを含む。

いくつかの実施形態では、上記条件は、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの上記少なくとも一部を抗原にさらすことを含む。いくつかの実施形態では、方法の抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、上記方法は、（ｄ）前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質はヒト免疫タンパク質である。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象に由来する。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは涙滴形状である。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも１つの部分のポリマーはネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、ネットは組織化されたネットである。いくつかの実施形態では、組織化されたネットは繰り返しパターンを含む。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、細胞間相互作用は、Ｂ細胞とＴ細胞のコンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞とマクロファージ、Ｔ細胞と樹状細胞の相互作用、Ｔ細胞との間質細胞の相互作用、Ｂ細胞との間質細胞の相互作用、または樹状細胞との間質細胞の相互作用である。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間または細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

他の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法を提供し、上記方法は、（ｉ）複数の細胞を含むマトリックスを含有する三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）前記１つ以上の免疫タンパク質を産生するために前記３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。

いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、複数の細胞は前記対象に由来する。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程であって、前記第１の培地が第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体とを含む、工程と、（ｂ）三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドの第１の部分を形成するべく前記培地チャンバ内の前記第１の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータメモリにおける前記３Ｄリンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の前記第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）前記培地チャンバ内の第２の培地を提供する工程であって、前記第２の培地は第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体とを含み、ここで、前記第２の複数の細胞は前記第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである、工程と、（ｄ）前記３Ｄリンパ系オルガノイドの第２の部分を形成するべく前記培地チャンバ内の前記第２の培地の一部をさらすために、前記コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の上記第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｅ）前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分をさらす工程とを含む。

いくつかの実施形態では、上記条件は、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分を抗原にさらすことを含む。いくつかの実施形態では、抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、上記方法は、（ｆ）前記３Ｄリンパ系オルガノイドの第１の部分と第２の部分から、１つ以上の免疫タンパク質を抽出する工程をさらに含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質はヒト免疫タンパク質である。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤から選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象に由来する。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および、涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は涙滴形状である。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも前記部分のポリマーはネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、ネットは組織化されたネットである。いくつかの実施形態では、組織化されたネットは繰り返しパターンを含む。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、細胞間相互作用は、Ｂ細胞とＴ細胞のコンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞とマクロファージ、Ｔ細胞と樹状細胞の相互作用、Ｔ細胞との間質細胞の相互作用、Ｂ細胞との間質細胞の相互作用、または樹状細胞との間質細胞の相互作用である。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間または細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

他の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞とを含むマトリックスを含有する三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷する工程と、（ｉｉ）前記１つ以上の免疫タンパク質を産生するために前記３Ｄリンパ系オルガノイドを処理する工程とを含む。

いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は前記対象に由来する。いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）（ｉ）複数の細胞と（ｉｉ）１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含む、培地チャンバを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）前記複数の細胞の少なくともサブセットと、（ｉｉ）前記１つ以上のポリマー前駆体から形成されたポリマーとを含む、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスの少なくとも一部を形成するべく、コンピュータメモリにおける３Ｄの細胞含有医療デバイスを印刷するコンピュータ命令に従って、３Ｄ投影へとパターン化される少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ中の前記培地へと少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）対象において前記３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程を含む。

いくつかの実施形態では、複数の細胞は前記対象に由来する。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、またはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症剤、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）複数の細胞を含む３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程と、（ｉｉ）対象において前記３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程とを含む。

いくつかの実施形態では、複数の細胞は前記対象に由来する。いくつかの実施形態では、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセット。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、またはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症剤、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）第１の培地を含む培地チャンバを提供する工程であって、前記第１の培地が第１の複数の細胞と第１のポリマー前駆体とを含む、工程と、（ｂ）前記３Ｄ細胞含有マトリックスの第１の部分を形成するべく前記培地チャンバ内の前記第１の培地の少なくとも一部をさらすために、コンピュータメモリにおける前記３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷するためのコンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の前記第１の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｃ）前記培地チャンバ内の第２の培地を提供する工程であって、前記第２の培地は第２の複数の細胞と第２のポリマー前駆体とを含み、ここで、前記第２の複数の細胞は前記第１の複数の細胞とは異なるタイプのものである、工程と、（ｄ）前記３Ｄ細胞含有マトリックスの少なくとも第２の部分を形成するべく前記培地チャンバ内の前記第２の培地の一部をさらすために、前記コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の前記第２の培地に少なくとも１つのエネルギービームを向ける工程と、（ｅ）対象において前記３Ｄ細胞含有マトリックスの第１の部分と第２の部分を位置づける工程とを含む。いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は前記対象に由来する。

いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、またはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症剤、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

他の態様では、本開示は、三次元（３Ｄ）細胞含有マトリックスを使用する方法を提供し、上記方法は、（ｉ）第１の複数の細胞と第２の複数の細胞とを含む３Ｄ細胞含有マトリックスを印刷する工程であって、ここで、前記第１の複数の細胞は、前記第２の複数の細胞とは異なる、工程と、（ｉｉ）対象において前記３Ｄ細胞含有マトリックスを位置づける工程とを含む。

いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は、前記対象に由来する。いくつかの実施形態では、第１と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、縫合、ステント、ステープル、クリップ、ストランド、パッチ、移植片、シート、チューブ、ピン、またはねじを形成する。いくつかの実施形態では、移植片は、皮膚移植片、子宮内膜、神経組織移植片、膀胱壁、腸組織、食道内膜、胃内膜、毛包包埋皮膚、および網膜組織からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、約１μｍ～約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、３Ｄ細胞含有マトリックスは、血管系または神経の成長を促すための薬剤を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、抗生物質、抗凝固剤、抗炎症剤、オピオイド鎮痛剤、非オピオイド鎮痛剤、免疫抑制剤、免疫誘導剤、モノクローナル抗体、および幹細胞増殖剤からなる群から選択される。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、上記システムは、（ａ）複数の細胞と１つ以上のポリマー前駆体とを含む培地を含有するように構成された培地チャンバと、（ｂ）前記培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源と、（ｃ）前記少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に接続された１つ以上のコンピュータプロセッサとを含み、ここで、前記１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取り、（ｉｉ）３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべく前記ポリマー前駆体の少なくとも一部をさらすために、コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の前記培地に前記少なくとも１つのエネルギービームを向けるように少なくとも１つのエネルギー源に指示し、および（ｉｉｉ）前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部をさらすように、個々にまたはまとめてプログラムされる。

いくつかの実施形態では、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部を抗原にさらすことを含む。いくつかの実施形態では、抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部から１つ以上の免疫タンパク質を抽出するように、個々にまたはまとめてさらにプログラムされる。いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質はヒト免疫タンパク質である。いくつかの実施形態では、免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、複数の細胞は対象に由来する。いくつかの実施形態では、複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は涙滴形状である。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部のポリマーは、ネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、ネットは組織化されたネットである。いくつかの実施形態では、組織化されたネットは繰り返しパターンを含む。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、細胞間相互作用は、Ｂ細胞とＴ細胞のコンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞とマクロファージ、Ｔ細胞と樹状細胞の相互作用、Ｔ細胞との間質細胞の相互作用、Ｂ細胞との間質細胞の相互作用、または樹状細胞との間質細胞の相互作用である。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間または細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

別の態様では、本開示は、１つ以上の免疫タンパク質を産生するためのシステムを提供し、上記システムは、（ａ）第１の複数の細胞と第１の複数のポリマー前駆体とを含む第１の培地を含有するように構成された培地チャンバと、（ｂ）前記培地チャンバに少なくとも１つのエネルギービームを向けるように構成された少なくとも１つのエネルギー源と、（ｃ）前記少なくとも１つのエネルギー源に動作可能に接続された１つ以上のコンピュータプロセッサとを含み、ここで、（ｉ）コンピュータメモリから三次元（３Ｄ）リンパ系オルガノイドを印刷するためのコンピュータ命令を受け取り、（ｉｉ）前記３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも一部を形成するべく前記第１のポリマー前駆体の少なくとも一部をさらすために、前記コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って、前記培地チャンバ内の前記第１の培地に前記少なくとも１つのエネルギービームを向けるように前記少なくとも１つのエネルギー源に指示し、（ｉｉｉ）前記３Ｄリンパ系オルガノイドの少なくとも第２の部分を形成するべく前記培地チャンバ中の前記第２の培地の少なくとも一部をさらすために、前記コンピュータ命令に従って、少なくとも１つのエネルギービーム経路に沿って前記培地チャンバ内の第２の培地へ前記少なくとも１つのエネルギービームを向けるように前記少なくとも１つのエネルギー源に指示し、ここで、前記第２の複数の細胞は、前記第１の複数の細胞とは異なるタイプのものであり、および（ｉｖ）前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件に、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記第１の部分と前記第２の部分をさらすように、個別にまたはまとめてプログラムされる。

いくつかの実施形態では、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するのに十分な条件は、前記１つ以上の免疫タンパク質の産生を刺激するために、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記第１の部分と前記第２の部分を抗原にさらすことを含む。いくつかの実施形態では、抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、１つ以上のコンピュータプロセッサは、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの前記第１の部分と前記第２の部分から前記１つ以上の免疫タンパク質を抽出するように、個々にまたはまとめてさらにプログラムされる。いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質はヒト免疫タンパク質である。いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫タンパク質は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤から選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、ＩｇＧ抗体はヒトＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は対象に由来する。いくつかの実施形態では、第１の複数の細胞と第２の複数の細胞は、間質性内皮細胞、内皮細胞、濾胞細網細胞あるいはその前駆体、ナイーブＢ細胞あるいは他の未成熟Ｂ細胞、記憶Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、ヘルパーＴ細胞とそのサブセット、エフェクターＴ細胞とそのサブセット、ＣＤ＋８ Ｔ細胞、ＣＤ４＋ Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、ナチュラルキラーＴ細胞、ナイーブＴ細胞あるいは他の未成熟Ｔ細胞、樹状細胞とそのサブセット、濾胞樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、皮膚由来の樹状細胞、樹状細胞前駆体、単球由来の樹状細胞、単球とそのサブセット、マクロファージとそのサブセット、白血球とそのサブセットからなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｂ細胞は、ナイーブＢ細胞、成熟Ｂ細胞、血漿Ｂ細胞、Ｂ１Ｂ細胞、およびＢ２Ｂ細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、Ｔ細胞は、ＣＤ８＋およびＣＤ４＋からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記３Ｄリンパ系オルガノイドの形状は涙滴形状である。いくつかの実施形態では、３Ｄリンパ系オルガノイドの前記少なくとも一部のポリマーは、ネットワークを形成する。いくつかの実施形態では、ネットワークは細網状、アモルファス、またはネットである。いくつかの実施形態では、ネットは組織化されたネットである。いくつかの実施形態では、組織化されたネットは繰り返しパターンを含む。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞間相互作用を促進するように設計される。いくつかの実施形態では、細胞間相互作用は、Ｂ細胞とＴ細胞のコンジュゲート形成、Ｂ細胞とＢ細胞の相互作用、Ｂ細胞とマクロファージ、Ｔ細胞と樹状細胞の相互作用、Ｔ細胞との間質細胞の相互作用、Ｂ細胞との間質細胞の相互作用、または樹状細胞との間質細胞の相互作用である。いくつかの実施形態では、アモルファスネットワークは、細胞ニッチ間または細胞ニッチ内の動きを促すように設計される。

別の態様では、本開示は、ヒト免疫タンパク質の集団を生成する方法を提供し、上記方法は、三次元リンパ系オルガノイドをバイオプリントするために、多光子レーザーバイオプリンティングシステムを使用する工程と、ヒト免疫タンパク質の前記集団の産生を刺激するために、前記三次元リンパ系オルガノイドを抗原にさらす工程と、前記三次元リンパ系オルガノイドからヒト免疫タンパク質の前記集団を抽出する工程とを含む。

いくつかの実施形態では、抗原は、全ペプチド、部分ペプチド、グリコペプチド、総タンパク質またはタンパク質サブユニット、炭水化物、核酸、生ウイルス、熱殺菌したウイルス、ウイルス粒子、膜結合型タンパク質または安定化タンパク質、ファージディスプレイ抗原、および全細胞からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、ヒト免疫タンパク質の集団は、抗体、Ｔ細胞受容体、および癌免疫療法剤からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、抗体はＩｇＧ抗体である。いくつかの実施形態において、三次元のリンパ系オルガノイドは、Ｂ細胞胚中心、胸腺様発達ニッチ（ｔｈｙｍｉｃ－ｌｉｋｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｉｃｈｅｓ）、リンパ節、ランゲルハンス島、毛包、腫瘍、腫瘍スフェロイド、神経束あるいは支持細胞、ネフロン、肝臓オルガノイド、腸陰窩、一次リンパ器官、および二次リンパ器官からなるリストから選択される。いくつかの実施形態において、前記三次元のリンパ系オルガノイドの形状は、球状、楕円形、卵形、卵状、正方形、長方形、立方形、任意の多角形形状、自由形態、および涙滴形状からなるリストから選択される。いくつかの実施形態では、前記三次元のリンパ系オルガノイドの形状は涙滴形状である。

以下の実施例は例証目的のために提供される。これらの実施例は、限定することを意図したものではない。

実施例１－印刷されたリンパ系オルガノイドにおけるジカウイルス抗体の生成
一例では、本明細書で開示される方法に記載されているように、印刷されたリンパ系オルガノイドを使用して、ジカウイルスを標的とする抗体を生成するために、インビトロの研究を実施した。合計で５０のリンパ節オルガノイドを使用して、ジカウイルス抗体を生成した。ハイブリドーマ細胞株は６週間以内に生成された。

図２２に示されるように、２４の異なる抗体（試料Ａ１～Ａ６、Ｂ１～Ｂ６、Ｃ１～Ｃ６、およびＤ１～Ｄ６）をＥＬＩＳＡプレートにさらし、４５０ｎｍと６８０ｎｍの波長でのそれらの吸光度を測定した。試料Ａ１～Ａ６、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ６、Ｃ６、Ｄ１、Ｄ３、およびＤ４は、陰性対照よりも高い吸光度を示した。試料Ｄ３は、陽性対照よりも高い吸光度を示した。この研究では、本明細書に記載される方法によって生成されたリンパ節オルガノイドが、抗体生成における動物の使用を回避する抗体ライブラリのハイスループット生成に成功できることが実証された。

実施例２－ジカウイルス抗体のインビボ研究
別の例では、本明細書で開示される方法によって生成されたリンパ節オルガノイドによって産生された抗体の感染性のウイルス中和反応能力を評価するために、ネズミのインビボ研究を実施した。最初に、抗体のライブラリを、印刷されたリンパ節オルガノイドにおいて産生する。最良の抗体候補を、ＥＬＩＳＡ試験を介して選択する（例えば、最も高い吸光度を有する試料）。最良の抗体候補の遺伝学的シーケンシングを実施する。加えて、全ジカウイルスに対する抗体親和性を、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）（Ｂｉａｃｏｒｅ^（商標）８Ｋ、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）により決定する。ジカウイルスに対する最良の結合親和性を示す抗体を、ジカウイルスに感染したマウスにおいて試験すると、その抗体は強力な中和活性を示す。

実施例３－封入されたヒトの多能性幹細胞由来のインスリン産生細胞のクラスター
別の例では、ヒト由来のインスリン産生細胞のクラスターを、本明細書に記載されるホログラフィー印刷方法によって封入した。ヒト由来のインスリン産生細胞の３Ｄ印刷されたクラスターは、内分泌細胞の送達または移植のために使用することができる。図２８Ａは、インスリンプロモーター下で増強された緑色蛍光タンパク質（ｅＧＦＰ）を発現する、約１，５００のヒト多能性幹細胞（ＰＳＣ）由来のインスリン産生細胞のクラスターを示す。ヒトＰＳＣ由来のインスリン産生細胞を、提供された三次元ホログラフィー印刷方法およびシステムを使用して、封入し、回収した。封入した細胞を、図２８Ａの左パネルの明視野顕微鏡画像で示す。封入した細胞を、図２８Ａの右パネルの蛍光顕微鏡画像（緑色のチャネルの蛍光）で示し、ここでは、構造と細胞の両方が、封入を示すある蛍光を発していた。画像化の５日前に細胞を封入し、堅調なｅＧＦＰ蛍光が実証された。図２８Ｂに示されるように、封入の５日後の、封入した細胞におけるヒトＣペプチドの量（１ミリリットル当たりのナノモル）を、平均１０の封入したインスリン産生細胞を含む培地で測定した。Ｃペプチドは通常、インスリンと共にβ細胞によって産生される。図２８Ｃおよび２８Ｄは、封入の５日後の、封入した細胞の蛍光顕微鏡画像を示す。封入した細胞は、インスリンプロモーター下でｅＧＦＰ蛍光を発現しており、封入は、５日後にはまだそのままであることを実証している。図２８Ｅは、細胞の送達および維持のための封入構造の高分解能蛍光顕微鏡画像を示す。スケールバーは２００μｍである。

実施例４－３Ｄのホログラフィー印刷された生体適合性のマイクロステント
別の例では、本明細書に記載される方法とシステムを使用して、生体適合性マイクロステントを印刷した。図２９Ａは、様々な長さの小さな生体適合性ステント構造を印刷するために使用することができる、積み重ね可能なステント構造の代表的な３Ｄレンダリングを示す。図２９Ｂは、本明細書で提供される方法およびシステムを使用して印刷された、１ミリメートル（ｍｍ）長の柔軟で多孔性のステント構造の側面図を示す顕微鏡画像である。スケールバーは５００μｍである。図２９Ｃは、円形の完全性と中空の設計を示す、柔軟なステント構造の断面を示す顕微鏡画像である。画像は、ステント構造の中空内部の中心を通して撮影した。スケールバーは５００μｍである。

実施例５－３Ｄのホログラフィー印刷されたマイクロステントの圧縮性および弾性の試験
別の例では、本明細書に記載される方法およびシステムを使用して印刷された生体適合性マイクロステントを、その圧縮性および弾性について試験した。図３０Ａは、固体表面に対する５００ミクロン（μｍ）の直径のステントの反復圧縮を描いた映像からの一連の５つの静止画像を示す。スケールバーは２００μｍである。図３０Ａは、図３０Ａからの同じ一連の５つの静止画像を示すが、ステントの圧縮および弾性の程度を実証するためにバーが画像に加えられている。ステントは、少なくとも約２００ミクロンからの範囲で様々な程度に圧縮された。図３０Ａおよび３０Ｂで示されるように、ステント構造は、圧縮後にそのもとの寸法（例えば、直径）に戻り、構造的な欠損は観察されなかった。スケールバーは、２００マイクロメートル（μｍ）である。

実施例６－３Ｄホログラフィー印刷されたマイクロメッシュ
別の例では、本明細書に記載される方法およびシステムを使用して、マイクロメッシュを印刷した。図３１Ａは、ホログラフィー印刷されるマイクロメッシュネットワークのコンピュータで作成された画像を示す。図３１Ｂは、ホログラフィー印刷されたメッシュネットワークを示す。スケールバーは５００μｍである。図３１Ｃは、図３１Ｂで示されるメッシュネットワークのクローズアップ画像を示す。スケールバーは２５０μｍである。図３１Ｄは、マイクロメッシュが横方向に圧縮を受けた映像からの一連の静止画像を示す。ゆえに、図３１Ｄは、マイクロメッシュの柔軟性および弾性を実証する。図３１Ｅは、ピンセットで取り扱われる際のマイクロメッシュを示す動画からの一連の静止画像を示す。図３１Ｅは、マイクロメッシュの柔軟性および弾性を実証する。

実施例７－区画化された抗原反応性のヒト免疫組織：リンパ節オルガノイド
別の例では、本明細書で提供される方法およびシステムを使用して、リンパ節オルガノイドとその機能を評価した。図３２Ａは、重合された１．５ｍｇ／ｍＬのコラーゲンマトリックス中で、１ミリリットル当たり２０００万の細胞の密度での分離した免疫細胞の蛍光顕微鏡画像を示す。抗原提示細胞（ＡＰＣ）とＴ細胞の混合物を、同じドナーからのＢ細胞を含む印刷されたコラーゲンマトリックスと連結するように印刷した。図３２Ｂは、印刷されたコラーゲンマトリックス中の混合された細胞集団を表す蛍光顕微鏡画像を示す。混合された細胞集団はＢ細胞とＴ細胞とを含んでおり、コラーゲンマトリックスを１．５ｍｇ／ｍＬのコラーゲン濃度で印刷した。図３２Ｃは、組織培養ウェル中での混合された細胞の集団の蛍光顕微鏡画像を示す。混合された細胞のこの集団は、コラーゲンまたは他の材料のマトリックスでは印刷されず、したがって、このことは低濃度の細胞および混合分布を示していた。図３２Ｄは、リンパ節オルガノイドへの抗原添加の２４時間後の、リンパ節オルガノイドおよび細胞のクラスターの蛍光顕微鏡画像を示す。異なる色によって表されるＴ細胞領域とＢ細胞領域の両方からの細胞のクラスターが形成され、相互作用および直接的な細胞間接触がリンパ節オルガノイド内で生じることを示している（細胞クラスターは図３２Ｄで囲まれている）。図３２Ｅは、単一の抗原パルスの７２時間後の、印刷されたリンパ節オルガノイドと細胞クラスターの蛍光顕微鏡画像を示す。図３２Ｆは、単一の抗原パルスの１２０時間後の、印刷されたリンパ節オルガノイドと細胞クラスターの蛍光顕微鏡画像を示す。細胞クラスターは、抗原添加の７２時間後および１２０時間後に形成されたままで位置を変えており、これにより、動力学的で運動性のある細胞が示された（細胞集団は図３２Ｅ～３２Ｆで囲まれている）。図３２Ｇは、酵素結合免疫吸着定量法（ＥＬＩＳＡ）によって測定された、１ミリリットル（ｐｇ／ｍＬ）当たりのピコグラムでのインターロイキン－４（ＩＬ－４）の産生を表すグラフを示している。サイトカインＩＬ－４は、抗原負荷の５日後にオルガノイドを囲む培地中で測定された。ＩＬ－４は、それらの増殖中、および抗原に対する反応時に、Ｂ細胞、Ｔ細胞、および樹状細胞によって産生され得る。オルガノイドを培養するために使用される培地のみがブランクであり、対照の読み取りである。試料名４Ａ３、４Ｃ１、１Ａ４、３Ｂ４、１Ｂ２、１Ｂ３、２Ａ１、および２Ａ２は、図３２Ｇと３２Ｈの両方における異なるサンプリング位置（例えば、組織培養プレートの異なるウェル）を指す。図３２Ｈは、抗原負荷の５日後の、オルガノイドを囲む培地中のｐｇ／ｍＬでのＩＬ－２の産生を表すグラフを示している。ＩＬ－２を補充した細胞培養培地を用いて、抗原負荷の０日目に印刷されたリンパ節オルガノイドを培養した。結果は、ウェルごとのＩＬ－２の量の変動を示した。ＩＬ－２の量の変動は、抗原応答の経過中のＩＬ－２の消費とＩＬ－２の産生の両方を表し得る。抗原負荷後の５日間にわたって（例えば、ＩＬ－４とＩＬ－２の産生が測定されたとき）、培地を変えたり、印刷されたリンパ節オルガノイドに添加したりしなかった。

実施例８－抗原負荷への応答時のヒトリンパ節オルガノイドによるヒトＩｇＧの産生
別の例では、リンパ節オルガノイドを印刷し、インビトロで培養した。ヒト免疫グロブリン（ＩｇＧ）をリンパ節オルガノイド培地から精製し、タンパク質の存在について試験した。図３３Ａは、対照（例えば、ブランクと基準）および様々な試料について、１ミリリットル当たりのマイクログラム（μｇ／ｍＬ）でのタンパク質の濃度を表すグラフを示している。大量のタンパク質は、分泌されたヒトＩｇＧ抗体の存在を示し、したがって、機能的免疫応答を示している。印刷されたリンパ節オルガノイド培地から単離された、精製済（図３３Ｂ）および未精製（図３３Ｃ）のヒトＩｇＧの例は、タンパク質分離のために、ドデシル硫酸ナトリウム・ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）を使用して、ポリアクリルアミドゲル上で実施した。図３３Ｂと図３３Ｃは、印刷されたリンパ節オルガノイド培地から単離された、精製されたヒトＩｇＧ（図３３Ｂ）と精製されたヒトＩｇＧ（図３３Ｃ）とを含むゲルの画像を示す。画像は、ヒトＩｇＧ軽鎖で約２５キロダルトン（ｋＤａ）、および、ヒトＩｇＧ重鎖で約５５ｋＤａの予想分子量で、透明な帯域を示した。

実施例９－ヒトＩｇＧの抗原特異的結合の確認
別の例では、実施例７に記載する抗原負荷で使用した抗原とのヒトＩｇＧの反応性について、印刷されたリンパ節オルガノイド培地アリコートを試験した。酵素結合免疫吸着定量法（ＥＬＩＳＡ）を使用して、リンパ節オルガノイドに負荷を与えるために使用した特異的な抗原に反応したクラススイッチヒトＩｇＧを検出した。図３４Ａは、ＥＬＩＳＡを使用して試験した試料の４５０ナノメートル（ｎｍ）と５７０ｎｍでの吸光度（例えば、光学密度）を表すグラフを示している。高い吸光度は、ヒトＩｇＧを含有する試料が、抗原負荷で使用した特異的な抗原に高反応性であったことを示した。最初の抗原負荷の２１日目後に得られた、印刷されたリンパ節オルガノイド培地の直接的なアリコートであった試料と対照とを用いて、ＥＬＩＳＡを実施した。その後、ウェルを含む陽性の抗体からのオルガノイドを、ハイブリドーマの生成のために選択した。市販のキットによって表示されるように、点線は陽性の抗体の読み取りに関するカットオフを表す。プラスの記号（＋）は、図３４Ａにおける特有の抗原特異的な陽性のウェルを示す。図３４Ｂは、特異抗原反応性のヒトＩｇＧの存在についてさらに分析したサブクローン化された特有のハイブリドーマを表す２つのグラフを示す。サブクローンセット２、サブクローンセット６、およびサブクローンセット７など、複数の陽性のクローンを同定した。使用した市販のキットによって表示されるように、点線は陽性の抗体の読み取りに関するカットオフを表す。プラスの記号（＋）は、図３４Ｂにおける特有の抗原特異的なＩｇＧ陽性のサブクローン化されたハイブリドーマを示す。

実施例１０－操作された皮膚移植片を改善するための印刷された細胞含有メッシュパッチ
別の例では、無血管性の階層化表皮層と血管化皮層とを含む、高階層化および高多層化された皮膚組織を支持するために、パッチの印刷されたメッシュネットワークを使用する。細胞含有コラーゲン（１型）メッシュネットワークの層を、皮層を操作するために使用した。メッシュネットワークで播種される細胞としては、限定されないが、線維芽細胞、ケラチノサイト、および表皮細胞が挙げられる。メッシュネットワークは、潅流を介した皮層への栄養素の送達を可能にする多孔性かつ管状の構造を含む。構造は、血管系、神経束、およびリンパ管を支持するメッシュネットワーク支持体に取り込まれ、階層化表皮層を支持する機能的で生存可能な真皮の生成が可能となる。上部のほとんどの層では、表皮幹細胞が集合した毛包と皮脂腺のマイクロニッチを支持するために、構造が取り込まれる。ケラチノサイトを皮膚のメッシュパッチの上部で培養し、確立されたプロトコルによって増殖するように誘導する。ケラチノサイトの増殖は、限定されないが、カルシウム、血清、およびホルボールエステルを含む、外因性の因子の添加によって引き起こされる。ケラチノサイトは、気液界面で成長して、毛包と皮脂腺のマイクロニッチを含む、基底の、棘状の、粒状の、および角質化した皮膚を含む、完全に階層化された表皮の分化を引き起こす。細胞外マトリックス成分、成長因子、および上皮細胞を、再現性の高いやり方で（例えば、３Ｄホログラフィックパターン化および印刷を介して）、印刷されたメッシュパッチ内、またはそのメッシュパッチ上のあらかじめ定められた位置に置く。加えて、血管のネットワークをメッシュパッチ内で印刷する。血管の印刷したネットワークを含めることで、皮膚移植片の長期生存が改善される。

実施例１１－単一光子光と二光子光を同時に使用する印刷
図３７は、第１の３Ｄ投影と、同じ構成要素を使用して形成されている少なくとも１つの追加投影の例である。光線（３７０１）および（３７０２）が提供され、その光線は、要素（３７０４）と相互作用することができる。要素（３７０４）はビームスプリッターを含み得る。例えば、光線は、ビームスプリッターに当たり、ビームスプリッター反射率によって設定された比率で混合することができる。ビームスプリッターはダイクロイックフィルターを含み得る。光線（３７０１）および（３７０２）の各々は、（例えば、エネルギーの単一光子を用いてモノマーを重合するためのエネルギーの）単一光子光線、（例えば、二光子がモノマーを重合するために使用される）二光子光線、三光子光線など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、光線（３７０１）は二光子光線であってもよく、光線（３７０２）は単一光子光線であってもよい。光線は、本明細書の他の場所に記載される構造化した光線であり得る。例えば、光線はＳＬＭと相互作用して、光線に位相差を与えることができる。

光線を混合して、混合ビーム（３７０３）を形成することができる。混合ビームは、光学素子（３７０５）を通過することができる。光学素子は、対物レンズを含み得る。対物レンズに生じる光学変換は、最初の光線に存在する構造化（ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）と組み合わせて、光（３７０６）の投影を生成することができる。投影は、ホログラフィック３Ｄ投影、２Ｄ投影など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、その投影は、単一光子光の２Ｄ投影、および二光子光の３Ｄ投影を含み得る。

この例では、投影は培地チャンバ（３７０７）に入り、オブジェクト（３７０８）を形成することができる。オブジェクトは、光線（３７０１）および／または（３７０２）のうち１つ、またはその両方から作られる場合がある。例えば、オブジェクトは、二光子光線から形成された細部に取り囲まれた単一光子光線からの単一光子光で形成されたコアを有し得る。別の例では、複数の要素は、二光子光線のみから形成することができる。別の例では、オブジェクトは、単一光子光線のみから形成することができる。

図３８は、単一光子の投影と反対側の二光子投影の例である。二光子光（３８０１）は、第１の対物レンズ（３８０２）に入り、３Ｄ投影（３８０３）を形成することができる。同様に、単一光子光（３８０４）は、別の対物レンズ（３８０５）に入り、２Ｄ投影（３８０６）を形成することができる。２Ｄ投影は、二次元の構造と境界を有することができ（例えば、ｘ軸とｙ軸）、その一方、３Ｄ投影は、すべての三次元の構造と境界を有することができる。この例では、２Ｄと３Ｄの投影が培地浴（３８０７）と相互作用する場合、２Ｄ構造（３８０８）および３Ｄ構造（３８０９）を形成することができる。単一光子光は、培地浴全体にわたって構造（３８０８）を形成することができ、その一方で、二光子光は、独立した構造（３８０９）を形成することができる。２Ｄと３Ｄの構造は、化学的に結合し得る。２Ｄと３Ｄの構造は、非化学的に結合した、絡み合ったポリマーを含み得る。

図３９は、回転する培地浴を含む、組み合わされた単一光子と二光子の印刷プロセスの例である。構造化された二光子光（３９０１）は対物レンズ（３９０２）を通過して、３Ｄ投影（３９０３）を形成することができる。単一光子光（３９０４）のビームは、側面から培地浴（３９０５）に投影することができる。単一光子光（３９０４）のビームは、構造化された単一光子光（例えば、デジタル光処理（ＤＬＰ）構造化光）であってもよい。単一光子光（３９０４）から対称なオブジェクトを生成するために、培地浴は矢印（３９０６）に従って回転することができる。この例では、より多くの複合体の形状が可能であるが、円形の培地浴および単一光子光の四角形のビームは、円筒状のオブジェクトを生成することができる。二光子光は、部分（３９０７）などの部分を除去するために、単一光子光によって形成されたオブジェクト内の複数の３Ｄポイントで集束することができる。この例では、除去された部分は、単一光子ビームによって形成されたオブジェクト内の空隙であってもよい。

図４０は、組み合わされた印刷プロセスの例である。構造化した二光子光（４００１）は、対物レンズ（４００２）を通過して、３Ｄホログラフィック投影（４００３）を生成することができる。別の光源は、この例では、二光子ビームが培地浴（４００５）に交差するところで、立方体を形成するために、構成された二光子ビーム（４００４）を生成することができる。他の形状は、複数の二光子のビームを重複させる同様の方法によって形成され得る。この例では、３Ｄホログラフィック投影は、位置（４００６）で立方体の一部を除去して立方体の凹面の曲がった側面を形成するように、かつ、位置（４００７）で培地浴から追加の材料を添加して、凸面の曲がった側面（４００７）を形成するように構成され得る。このタイプの同時の除去的および付加的な印刷は、素早く、細かな細部を有する構造を生成することができる。

実施例１２－平面の統合および３Ｄクラスタリング
体積で同時に印刷する能力を有することで、印刷のためのオブジェクトを分割する方法での新規なパラダイムを可能にし得る。印刷のためにオブジェクトを疑似の二次元平面へと分割する代わりに、オブジェクトを三次元ブロックへと分割することができる。図４２は、２つの方法で分割された３Ｄオブジェクトの２Ｄ投影の例である。この例では、３Ｄオブジェクトは球体であってもよいが、本明細書の他の場所に記載される任意の３Ｄオブジェクトは、記載されるように分割され得る。

オブジェクトの第１の分割では、合計８つの印刷操作が、オブジェクトを完全に印刷するために実施され得る。この分割は、区画（４２０２）および（４２０３）が、オブジェクトを形成している３Ｄプリンターの印刷可能な体積（４２０１）の総体積よりも小さい総体積を有する単一の区画（４２０４）を形成するように、統合することができる。 オブジェクトの部分のすべてについてこのタイプの統合を行うことによって、印刷操作の数は、この例では、８つの操作から６つの操作に減らすことができる。これにより、何千もの印刷操作を用いる大規模なオブジェクトの場合、大規模なオブジェクトの印刷の速度を大幅に改善することができる。

図４３は、３Ｄクラスタリング操作の例である。この例では、オブジェクト（４３０１）は複数の２Ｄ平面に分割される。２Ｄ平面（４３０２）の第１のセットはそれぞれ、３Ｄプリンターの印刷可能な体積ｘよりも小さい体積を有し得る。したがって、平面（４３０２）は、ｘの総体積を有する単一の３Ｄ部分へと組み合わせられ、したがって、３Ｄプリンターによって単一の操作で印刷することができる。第２の２Ｄ平面（４３０３）はそれ自体でｘの体積を有することができ、したがって、周囲の平面と組み合わせることなく、単一の操作で印刷することができる。第３の２Ｄ平面（４３０４）は、２ｘの体積を有することができ、したがって、３Ｄプリンターによる印刷ために、体積ｘの２つの部分に分割され得る。単一の平面に関して本明細書に記載されるが、平面の統合および３Ｄクラスタリングプロセスは、複数の平面でも使用することができる。複数の平面は、少なくとも約２、５、１０、５０、１００、５００、１，０００、５，０００、またはそれ以上の平面であってもよい。複数の平面は、最大で約５，０００、１，０００、５００、１００、５０、１０、５、３、またはそれ以下の平面であってもよい。

本開示のさらなる態様
１．三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷しながら、光を制御するための方法であって、上記方法は、
（ａ）前記光の強度のためのスケーリングファクタを生成する工程と、
（ｂ）前記光の前記強度を、前記スケーリングファクタだけ減少させる工程と、
を含む、方法。
２．前記スケーリングファクタは前記オブジェクトのサイズに基づく、態様１に記載の方法。３．前記スケーリングファクタは、

であり、ここで、ｎ_{ｖｏｘｅｌｓ}は前記オブジェクトのボクセル数であり、ｎ_{ｍａｘ ｖｏｘｅｌｓ}は、３Ｄプリンターが一度に印刷することができるボクセル数である、態様１に記載の方法。
４．前記強度を減少させる工程は、重大な次元オーバーシュートを減少させる、態様１に記載の方法。
５．前記減少させる工程は、レーザーの光路内に構成要素を加えることを含む、態様１のいずれか１つに記載の方法。
６．前記構成要素は、モジュレーターとビームスプリッターとを含む、態様５に記載の方法。
７．前記モジュレーターは活性な波長板である、態様６に記載の方法。
８．前記ビームスプリッターは偏光ビームスプリッターである、態様６に記載の方法。
９．前記構成要素は取り外し可能な構成要素である、態様５に記載の方法。
１０．前記強度を減少させる工程は６０秒未満で完了する、態様１に記載の方法。
１１．前記強度を減少させる工程は３０秒未満で完了する、態様１０に記載の方法。
１２．前記強度を減少させる工程は、少なくとも１つの追加の光線を生成する、態様１に記載の方法。
１３．前記少なくとも１つの追加の光線は、少なくとも１つの追加の３Ｄオブジェクトを印刷する、態様１に記載の方法。
１４．三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法であって、上記方法は、
（ａ）少なくとも１つのポリマー前駆体を含む培地内で、前記３Ｄオブジェクトの第１の部分に対応する第１の３Ｄ投影を生成する工程を含み、ここで、前記第１の３Ｄ投影は、複数の点の実質的に同時のホログラフィックのアレイを含み、
（ｂ）（ａ）と実質的に同時に、前記３Ｄオブジェクトの少なくとも１つの追加の部分に対応する少なくとも１つの追加投影を生成する工程であって、前記第１の投影と前記少なくとも１つの追加投影が、前記培地内に３Ｄオブジェクトを形成する、工程と、
を含む、方法。
１５．前記第１の投影および前記少なくとも１つの追加投影は、構成要素の同じセットに沿って投影される、態様１４に記載の方法。
１６．前記構成要素の同じセットは同じ対物レンズを含む、態様１５に記載の方法。
１７．前記第１の投影および前記少なくとも１つの追加投影は、構成要素の異なるセットに沿って投影される、態様１４に記載の方法。
１８．前記構成要素の異なるセットは、前記第１の３Ｄ投影に垂直な投影を生成し得る、態様１７に記載の方法。
１９．前記構成要素の異なるセットは、前記第１の３Ｄ投影と平行な投影を生成し得る、態様１７に記載の方法。
２０．前記構成要素の異なるセットは共通の光軸を共有しない、態様１７に記載の方法。
２１．前記構成要素の異なるセットは、１つ以上の異なる焦点距離対物レンズを含む、態様１７に記載の方法。
２２．前記培地は回転している、態様１４に記載の方法。
２３．前記少なくとも１つの追加投影は回転している、態様１４に記載の方法。
２４．前記少なくとも１つの追加投影は、前記少なくとも１つの追加投影を生成するように構成された１つ以上の光学素子の回転によって回転する、態様２３に記載の方法。
２５．前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、同時に投影される、態様１４に記載の方法。
２６．前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、最初は同時である、態様２５に記載の方法。
２７．前記少なくとも１つの追加投影は、前記第１の３Ｄ投影の前に止められる、態様２６に記載の方法。
２８．前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は順次的である、態様１４に記載の方法。
２９．前記第１の３Ｄ投影は、前記少なくとも１つの追加投影の後に投影される、態様２８に記載の方法。
３０．前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、付加的および除去的な製造方法の組み合わせを含む、態様１４に記載の方法。
３１．前記少なくとも１つの追加投影は、前記培地中で前記オブジェクトの形態を生成する、態様３０に記載の方法。
３２．前記第１の３Ｄ投影は、前記オブジェクトの前記形態から材料を除去する、態様３１に記載の方法。
３３．前記少なくとも１つの追加投影は、５つの追加投影を含む、態様１４に記載の方法。
３４．前記第１の３Ｄ投影は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される、態様１４に記載の方法。
３５．前記少なくとも１つの追加投影は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される、態様１４に記載の方法。
３６．三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法であって、前記方法は、
（ａ）空間光変調器で光を反射させる工程と、
（ｂ）角度選択性光学素子を用いて反射光を収集する工程と、
（ｃ）ホログラフィック３Ｄプリンターへと前記反射光をカップリングする工程と、
を含む、方法。
３７．前記角度選択性光学素子はブラッグ格子を含む、態様３６に記載の方法。
３８．前記反射光は構造化した光である、態様３６に記載の方法。
３９．前記構造化した光は、前記ホログラフィック３Ｄプリンターの培地チャンバ内で３Ｄホログラフ（３Ｄ ｈｏｌｏｇｒａｐｈ）を生成する、態様３８に記載の方法。
４０．ホログラムを生成するための方法であって、前記方法は、
（ａ）少なくとも１つの入力を受け取る工程であって、ここで、前記少なくとも１つの入力は三次元（３Ｄ）プリンターを使用して印刷されるオブジェクトに対応する少なくとも１つの位相空間入力である、工程と、
（ｂ）前記少なくとも１つの入力に１つ以上の変換を適用する工程であって、ここで、前記変換は、前記オブジェクトの少なくとも１つの位相空間画像の変換を含む、工程と、
（ｃ）１つ以上のプロセッサを使用して、前記少なくとも１つの位相空間画像の前記変換に少なくとも部分的に基づいて、ホログラムを計算する工程であって、ここで、前記ホログラムは、前記３Ｄプリンター内での前記オブジェクトの印刷を導くために使用される、工程と、
を含む、方法。
４１．前記少なくとも１つの入力は、１つ以上の生細胞の１つ以上の画像を含む、態様４０に記載の方法。
４２．前記１つ以上の生細胞を少なくとも部分的に封入する構造を生成する工程をさらに含む、態様４１に記載の方法。

本発明の好ましい実施形態が本明細書で示され、記載されてきたが、こうした実施形態がほんの一例として提供されているに過ぎないということは当業者にとって明白である。本発明が明細書内で提供される特定の例によって限定されることは意図していない。本発明は前述の明細書に関して記載されているが、本明細書中の実施形態の記載および例示は、限定的な意味で解釈されることを意味していない。当業者であれば、多くの変更、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく思いつくだろう。さらに、本発明のすべての態様は、様々な条件および変数に依存する、本明細書で説明された特定の描写、構成、または相対的な比率に限定されないことが理解されよう。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代案が、本発明の実施において利用され得ることを理解されたい。それゆえ、本発明は、任意のそのような代替、変更、変形、または同等物にも及ぶものと企図される。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義するものであり、この特許請求の範囲およびその同等物の範囲内の方法および構造は、それにより包含されることが、意図されている。

Claims (32)

1. 三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法であって、前記方法は、
   （ａ）ポリマー前駆体を含む培地に第１の光線を向ける工程であって、前記培地中の前記３Ｄオブジェクトの少なくとも一部に対応する３Ｄホログラフィック投影を生成し、前記培地の一部を硬化させて、前記３Ｄオブジェクトの少なくとも前記一部を生成する、工程と、
   （ｂ）前記培地に第２の光線を向ける工程であって、前記培地の残りの部分の少なくとも一部を硬化させる、工程と、
   を含む、方法。
2. 前記第１の光線が多光子光線である、請求項１に記載の方法。
3. 前記多光子光線は二光子光線である、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の光線は単一光子光線である、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の光線と前記第２の光線は、前記培地へ実質的に同時に向けられる、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の光線と前記第２の光線は、同じ光路を通って前記培地内に向けられる、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の光線と前記第２の光線は、同じ光学素子を通って前記培地内に向けられる、請求項１に記載の方法。
8. 前記光学素子は、位相変調器および／または振幅変調器である、請求項７に記載の方法。
9. 前記位相変調器および／または前記振幅変調器は、デジタルマイクロミラーデバイスである、請求項８に記載の方法。
10. 前記位相変調器および／または前記振幅変調器は、空間光変調器である、請求項８に記載の方法。
11. 三次元（３Ｄ）オブジェクトを印刷するための方法であって、前記方法は、
    （ａ）少なくとも１つのポリマー前駆体を含む培地内で、前記３Ｄオブジェクトの第１の部分に対応する第１の３Ｄ投影を生成する工程であって、前記第１の３Ｄ投影が、複数の点の実質的に同時のホログラフィックアレイを含む、工程と、
    （ｂ）（ａ）と実質的に同時に、前記３Ｄオブジェクトの少なくとも１つの追加の部分に対応する少なくとも１つの追加投影を生成する工程であって、前記第１の投影と前記少なくとも１つの追加投影が、前記培地内に３Ｄオブジェクトを形成する、工程と、
    を含む、方法。
12. 前記第１の投影と前記少なくとも１つの追加投影は、構成要素の同じセットに沿って投影される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記構成要素の同じセットは同じ対物レンズを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の投影と前記少なくとも１つの追加投影は、異なる構成要素のセットに沿って投影される、請求項１１に記載の方法。
15. 前記異なる構成要素のセットは、前記第１の３Ｄ投影に垂直な投影を生成してもよい、請求項１４に記載の方法。
16. 前記異なる構成要素のセットは、前記第１の３Ｄ投影に平行な投影を生成してもよい、請求項１４に記載の方法。
17. 前記異なる構成要素のセットは、共通の光軸を共有しない、請求項１４に記載の方法。
18. 前記異なるセットの構成要素は、１つ以上の異なる焦点距離の対物レンズを含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記培地は回転している、請求項１１に記載の方法。
20. 前記少なくとも１つの追加投影は回転している、請求項１１に記載の方法。
21. 前記少なくとも１つの追加投影は、前記少なくとも１つの追加投影を生成するように構成された１つ以上の光学素子の回転によって回転する、請求項２０に記載の方法。
22. 前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、同時に投影される、請求項１１に記載の方法。
23. 前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、最初は同時である、請求項２２に記載の方法。
24. 前記少なくとも１つの追加投影は、前記第１の３Ｄ投影の前に止められる、請求項２３に記載の方法。
25. 前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は順次的である、請求項１１に記載の方法。
26. 前記第１の３Ｄ投影は、前記少なくとも１つの追加投影の後に投影される、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の３Ｄ投影および前記少なくとも１つの追加投影は、付加的および除去的な製造方法の組み合わせを含む、請求項１１に記載の方法。
28. 前記少なくとも１つの追加投影は、前記培地中で前記オブジェクトの形態を生成する、請求項２７に記載の方法。
29. 前記第１の３Ｄ投影は、前記オブジェクトの前記形態から材料を除去する、請求項２８に記載の方法。
30. 前記少なくとも１つの追加投影は、５つの追加投影を含む、請求項１１に記載の方法。
31. 前記第１の３Ｄ投影は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される、請求項１１に記載の方法。
32. 前記少なくとも１つの追加投影は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用することなく生成される、請求項１１に記載の方法。

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