美國研制可降解3D打印材料能用于微流體裝置

2017-09-18 08:56:29來源：天工社編輯：齊之越關鍵詞：3D打印材料 3D打印醫(yī)療生物3D打印閱讀量：36724

導讀：日前，美國布朗大學制造出“按需降解”的3D打印生物材料。這種材料可以用來制造圖案復雜的微流體裝置或動態(tài)細胞培養(yǎng)物。

　　【中國智能制造網(wǎng) 技術前沿】日前，美國布朗大學制造出“按需降解”的3D打印生物材料。這種材料可以用來制造圖案復雜的微流體裝置或動態(tài)細胞培養(yǎng)物。之所以能按需降解與一種特殊的化學觸發(fā)有關。此外，在材料制造過程中，研究人員還使用了一種立體光刻技術來制造3D打印結構。

　　布朗大學的工程師們開發(fā)出一項技術，使用該技術能制造出“按需降解”的3D打印生物材料。這種材料可以用來制造圖案復雜的微流體裝置或動態(tài)細胞培養(yǎng)物。

　　之所以能按需降解與一種特殊的化學觸發(fā)有關。此外，在材料制造過程中，研究人員還使用了一種立體光刻技術來制造3D打印結構，這些結構帶有潛在可逆的離子鍵。

　　之前從來沒有人用SLA 3D打印機來做這件事情，為了弄清楚如何操作，研究人員用藻酸鹽制作溶液。藻酸鹽是一種來自海藻的復合物，能進行離子交聯(lián)。

　　通過使用不同的離子鹽組合，包括鎂、鋇和鈣，布朗大學研究人員制造出有著不同剛度水平的3D打印物體，剛度是影響結構溶解速度的一個因素。

　　“我們的想法是，當離子被去除時，聚合物之間的連接應該會斷開。通過加入一種捕獲所有離子的螯合劑，我們可以去除離子，”研究人員解釋說，“這樣，我們可以組合瞬態(tài)結構，這些結構會在我們需要的時候解體。”

　　那么，這種可以按需降解的3D打印結構有什么用呢？這方面，研究人員有幾個想法。

　　一方面，藻酸鹽可以用作一個模板，來制造帶有復雜微流體通道的一個芯片上的實驗室設備。“我們可以用藻酸鹽來打印通道形狀，然后在它周圍用另外一種生物材料來打印一個性結構，”研究人員解釋說，“然后我們簡單地將藻酸鹽溶解掉，這樣就得到了一個空心通道，而不需要任何切割或復雜的裝配。”

　　這種立體光刻技術也可以用來為活細胞實驗制造動態(tài)環(huán)境。具體的做法是，用人類乳腺細胞將海藻酸鹽屏障圍起來，當屏障被溶解時，細胞會以特定的方式遷移。這會有助于癌癥研究以及人造組織和器官的制造，因為對人體細胞來說，藻酸鹽屏障沒有任何毒性。

　　“我們可以開始考慮在人造組織中使用這種方法。在人造組織中，您可能希望出現(xiàn)類似血管的通道，”研究人員說，“我們可以用藻酸鹽模擬脈管系統(tǒng)，然后再將藻酸鹽消解掉。”

　　現(xiàn)在，研究人員計劃繼續(xù)研究該項目，以更好地控制打印結構的剛度、強度和降解速度。這項研究已經(jīng)發(fā)表在《Lab on a Chip》上。

　　(原標題：布朗大學工程師開發(fā)出“按需降解”的3D打印生物材料)

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