水性丝纤维素溶液的冷电气动力喷射
Ander Reizabal1,2, Paula G Saiz1,3, Simon Luposchainsky1
1Phil and Penny Knight Campus for Accelerating Scientific Impact, University of Oregon, 1505 Franklin Boulevard, Eugene 97403, Oregon, United States.
ACS biomaterials science & engineering
|November 21, 2023
概括
这项研究引入了一种新的3D打印方法,使用电水力学 (EHD) 喷射与冷收集器快速固化聚合物溶液成微纤维. 这种技术可以快速,稳定地打印复杂的,厘米尺度的生物支架.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 电动力学 (EHD) 喷射提供高分辨率,但由于缓慢固化,难以处理聚合物溶液.
- 传统的EHD打印解决方案面临着不稳定性,限制速度和构造规模.
研究的目的:
- 开发一种混合3D打印方法,将EHD喷射与快速结相结合,以稳定处理水性聚合物溶液.
- 用这种新的方法证明使用受控微观结构打印厘米尺度结构的可行性.
主要方法:
- 使用一个修改后的开源3D打印机,搭配一个定制的冷收集器,在-35°C下工作.
- 高度的丝纤维蛋白水溶液被加工成微尺度喷射.
- 通过与冷收集器的喷气接触实现了快速固化,最大限度地减少了打印不稳定性.
主要成果:
- 均的丝纤维纤维微纤维 (27±5微米直径) 具有多孔结构成功制造.
- 该工艺实现了42mm·s-1的高直接写作速度,没有印刷不稳定性.
- 具有可定制毛孔大小和形状的生物相关支架始终以厘米尺度生产.
结论:
- 这种混合EHD喷射和冷方法克服了印刷水性聚合物溶液的局限性,可以精确控制固化和沉积.
- 该技术为制造复杂,功能性的生物结构和支架提供了显著的进步,提高了速度和可靠性.
