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超级植入式打印技术D打印技术的新革命

发布时间:2019-08-15 16:42:12

  近日,美国佛罗里达大学的科学家们找到了一种方法,可以用一台机打印出精细的软结构。这种新型 D打印机能够打印出传统上 不可能 实现的形状,比如为细管打结等。该技术主要是将喷嘴深入一种凝胶中进行打印,这种凝胶能够固化从喷嘴中挤出的油墨,最终产物是一种柔软但稳固的结构。研究人员认为,该技术克服了 D打印的一些限制,并可能对组织工程有用,对神经外科和癌症研究人员会有很大的帮助。

  据了解,项目研究团队观察到 D打印对象在成型之后具有变形的倾向,这多是由于表面 、重力和粒子扩散等原因。为了解决这个问题,该研究团队在佛罗里达大学机械和工程系助理教授Thomas Angelini的带领下,充分利用了在市场上销售的一种由7 m宽粒子组成的颗粒状水凝胶的物理属性。

  这种凝胶有点类似于去掉了乙醇和香料的普通洗手液,它能够根据应力状况迅速从固体切换到液体状态。Angelini先生是这样描述它的: 当你用手指压住它、搓动它的时候,这些颗粒可以流动。它暂时流态化了。但是当你把手指拿开后,它又变成了固体。

  因此使用这种凝胶作为 D打印的基质材料可以解决生物打印中与固体和液体当量相关的问题。更为固体的基质材料很容易被 D打印机的运动部件损坏,而一个偏液态的基材又无法支持精细的结构。通过使用颗粒状凝胶,研究人员能够制造出远比以前更为复杂的结构,因为这种凝胶在它正在 D打印的时候可以支持不完全的结构。现在,研究人员可以通过 D打印机喷头在凝胶内部注入不同的材料来绘制结构。这些材料包括从硅氧烷聚合物到活细胞在内的任何对象。然后,一旦 D打印完毕,这些凝胶可以轻轻洗去,留下 D打印对象不变。

  不管从喷嘴里出来的是什么,它都会被困在我们安放它的空间里。 Angelini解释说, 所以在这种凝胶中的 D打印已经不再是我们印象中的堆积出能够支撑自身的固体对象的那种过程;而是借助凝胶来将喷嘴里挤出的物质固定在指定的位置。

  Angelini继续解释说,这种植入式 D打印的概念 即在某种液体或固体物质内部进行 D打印的 非常值得研究人员进一步完善。 它改变了你印象中的 D打印方式, 他说。 你不用再考虑将某种材料融化然后堆积出某种结构,您只需要将材料从针/喷嘴中挤出,由(基质材料)组成的空间就会将它留在指定的位置,您可以用它打印出任何结构。

  在过去一年中,该团队使用这种机器 D打印出了使用7种不同类型活细胞构成的复杂结构,其中包括来自一位病人的原代细胞。Angelini和他的同事们甚至打印出了一个硅胶水母和完全使用人体主动脉细胞打印的静脉悬浮络。更加令人印象深刻的是,他们的 D打印机可以以大约一微米,或者人的头发丝1%宽度的分辨率进行打印。

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