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新型3D生物打印技術可以創(chuàng)造

發(fā)布時間：2022-09-13 13:47:56瀏覽：7178點贊：

CU Boulder工程師開發(fā)了一種3D打印技術

，可以重現血管的復雜幾何形狀，并且有朝一日可用于生產人造動脈和器官組織

。

魔猴網了解到

，CU Boulder的3D打印技術允許對對象的堅固性進行局部控制

。它具有細粒度

，可編程的剛性控制，使研究人員能夠模擬高度結構化但仍保持柔韌的復雜血管幾何形狀。

“這個想法是為3D結構增加獨立的機械性能

，可以模仿人體的天然組織，”CU博爾德機械工程系副教授

，該研究的高級作者尹曉波說

。

“這項技術使我們能夠創(chuàng)建可以針對疾病模型進行定制的微結構

，”Yin說

。研究結果有朝一日可以為患有高血壓和其他血管疾病的人提供更好，更個性化的治療方法

。

硬化的血管與心血管疾病有關，但是歷史證明

，為活動脈和組織置換設計解決方案具有挑戰(zhàn)性

。為了克服這些障礙

，CU Boulder的研究人員發(fā)現了一種獨特的方式來利用氧氣在設置3D打印結構的最終形式中的作用。

“氧氣通常是一件壞事

，因為它導致不完全固化

，”機械工程博士后研究員

，該研究的第一作者丁永輝說

。 “在這里

，我們利用一層允許固定氧氣滲透率的層

?div id="jfovm50" class="index-wrap">！?/span>

通過氧氣抑制輔助立體光刻法對基質剛度和幾何形狀進行正交編程

。數字投影立體光刻3D打印系統(tǒng)的示意圖設置

，其中水凝膠前體溶液通過UV暴露逐層固化

。插圖是3D打印的復雜對象的SEM圖像

。比例尺為500μm

。 b氧抑制輔助印刷的示意圖

，其中固化區(qū)物理地限制在固化區(qū)域和氧氣抑制層之間

。 c不同紫外線照射劑量下雙鍵轉化率的深度分布

。氧氣抑制層的厚度與曝光劑量的關系很弱

，固化厚度也是如此。當劑量高于閾值時

，雙鍵轉化率隨劑量迅速增加。 d印刷水?div id="m50uktp" class="box-center"> ；諛说拿鲌龉鈱W圖像

，具有獨立圖案的剛度和幾何形狀（二元剛度但平坦的表面）。高光學對比度表明交聯(lián)密度的強烈差異

，因此表明剛度。比例尺為200μm

。 e沿b中虛線的光學對比度（黑線）和幾何（藍線）變化的量化顯示對比度（剛度）的明顯差異

，但特征高度變化很?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?lt;1％）

“這是一個深刻的發(fā)展，朝著我們創(chuàng)造像健康細胞起作用的結構的目標邁出了令人鼓舞的第一步

，”丁說

。

研究人員用一個中國兵馬俑的身材重復了這一壯舉

，將它打印出來

，使外層保持堅硬而內部保持柔軟

，讓戰(zhàn)士的外表堅韌

，內心溫柔

，可以這么說

。

桌面尺寸的3D打印機目前能夠處理尺寸小至10微米的生物材料

，或約為人類頭發(fā)寬度的十分之一

。研究人員樂觀地認為

，未來的研究將有助于進一步提高能力

。

“挑戰(zhàn)在于為化學反應創(chuàng)造更加精細的規(guī)模

，”尹說

。 “但我們看到了這項技術和人造組織制造潛力的巨大機遇?div id="m50uktp" class="box-center"> ！?/span>

該研究最近發(fā)表在Nature Communications雜志上。

文章和圖片編譯自：3ders.org，轉載請注明出處

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