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微尺度3D列印定製化支架在組織工程的應用

釋出時間☁▩◕•·:2022-07-26      點選次數☁▩◕•·:70



Monsur Islam是德國卡爾斯魯厄理工學院的一名博士後↟│₪│,她計劃用3D打印製備碳結構用於定製化的組織工程支架✘↟·↟◕。Islam的研究重點是3D列印玻璃化碳材料↟│₪│,這種材料通常可透過3D列印前驅體材料然後進行碳化實現的✘↟·↟◕。為了成功製備所需要的支架↟│₪│,Islam需要一臺兼具高解析度和大幅面製作能力的3D印表機以及適當的碳化前驅體材料✘↟·↟◕。


尋找合適的3D印表機


Islam博士嘗試用雙光子聚合列印技術和臺式立體光刻系統列印支架的前驅體結構✘↟·↟◕。然而↟│₪│,這些系統被大幅面列印的解析度和前驅體材料的可用性所限制↟│₪│,其效果都不太理想✘↟·↟◕。組織工程應用需要複雜精密的細節↟│₪│,而這些細節只能透過高精密列印系統製備✘↟·↟◕。


重慶摩方精密科技有限公司(BMF)的microArch® S130列印系統↟│₪│,其光學精度為2μm↟│₪│,能夠以超高的解析度打印出具有複雜內部結構◕▩、高公差控制的精密零件✘↟·↟◕。使用摩方精密的黃色耐高溫樹脂HTL和microArchS130↟│₪│,可3D列印碳化前驅體且無任何縫隙殘留✘↟·↟◕。此外↟│₪│,摩方精密的3D印表機能實現高解析度和大尺寸的結構足以支援3D細胞繁殖✘↟·↟◕。

放大150倍的3D列印碳微點陣結構


放大500倍的3D列印碳微點陣結構  


使用microArch S130 3D列印裝置↟│₪│,Islam博士能夠用5μm列印層厚3D列印1.3 x 1.3 x 1.3 mm的立方體↟│₪│,在該立方體內排布著間隔100μm的100x100μm的通道✘↟·↟◕。上圖為一個碳化樣品↟│₪│,其點陣厚度設計值為100 μm↟│₪│,相鄰點陣之間的間隙為100 μm✘↟·↟◕。列印的結構經過碳化之後得到的支架就可被用於細胞培養和組織工程的實驗✘↟·↟◕。


未來展望


目睹了碳化3D列印結構在組織工程中的應用↟│₪│,卡爾斯魯厄理工學院在此基礎上擴充套件更多用於這些支架的結構設計✘↟·↟◕。


“碳是一種具有獨.特效能的材料↟│₪│,可應用於從能源材料到組織工程支架的多種領域✘↟·↟◕。然而↟│₪│,複雜三維碳結構的製造仍頗具挑戰✘↟·↟◕。增材製造能製備各種聚合物材料的複雜三維結構✘↟·↟◕。3D列印聚合物材料的碳化可以實現碳三維結構✘↟·↟◕。基於這個策略↟│₪│,我們使用摩方精密(BMF)的高精密3D列印系統製造三維碳結構✘↟·↟◕。研究以設計為導向的碳結構製備方法↟│₪│,以獲得更好的結構和材料效能↟│₪│,從而拓展微結構材料的設計和可適用材料範圍✘↟·↟◕。"——Monsur Islam↟│₪│,卡爾斯魯厄理工學院




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