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布朗大学工程师开发出“按需降解”的3D打印生物材料

http://www.printing.hc360.com2017年09月13日09:59 来源:天工社3D打印T|T

    布朗大学的工程师们开发出一项技术,使用该技术能制造出“按需降解”的3D打印生物材料。这种材料可以用来制造图案复杂的微流体装置或动态细胞培养物。

    之所以能按需降解与一种特殊的化学触发有关。此外,在材料制造过程中,研究人员还使用了一种立体光刻技术来制造3D打印结构,这些结构带有潜在可逆的离子键。

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    之前从来没有人用SLA3D打印机来做这件事情,为了弄清楚如何操作,研究人员用藻酸盐制作溶液。藻酸盐是一种来自海藻的复合物,能进行离子交联。    

    通过使用不同的离子盐组合,包括镁、钡和钙,布朗大学研究人员制造出有着不同刚度水平的3D打印物体,刚度是影响结构溶解速度的一个因素。

    “我们的想法是,当离子被去除时,聚合物之间的连接应该会断开。通过加入一种捕获所有离子的螯合剂,我们可以去除离子,”研究人员解释说,“这样,我们可以组合瞬态结构,这些结构会在我们需要的时候解体。”

    那么,这种可以按需降解的3D打印结构有什么用呢?这方面,研究人员有几个想法。

    一方面,藻酸盐可以用作一个模板,来制造带有复杂微流体通道的一个芯片上的实验室设备。“我们可以用藻酸盐来打印通道形状,然后在它周围用另外一种生物材料来打印一个永久性结构,”研究人员解释说,“然后我们简单地将藻酸盐溶解掉,这样就得到了一个空心通道,而不需要任何切割或复杂的装配。” 

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    这种立体光刻技术也可以用来为活细胞实验制造动态环境。具体的做法是,用人类乳腺细胞将海藻酸盐屏障围起来,当屏障被溶解时,细胞会以特定的方式迁移。这会有助于癌症研究以及人造组织和器官的制造,因为对人体细胞来说,藻酸盐屏障没有任何毒性。

    “我们可以开始考虑在人造组织中使用这种方法。在人造组织中,您可能希望出现类似血管的通道,”研究人员说,“我们可以用藻酸盐模拟脉管系统,然后再将藻酸盐消解掉。”

    现在,研究人员计划继续研究该项目,以更好地控制打印结构的刚度、强度和降解速度。这项研究已经发表在《LabonaChip》上。  

责任编辑:刘洋

Tel:010-61723640

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