一个新的冷方法3D打印细胞兼容,导电,基于凝的油墨
Aida Shoushtari Zadeh Naseri1, Cormac Fay1,2, Andrew Nattestad1,3
1Intelligent Polymer Research Institute and ARC Center of Excellence for Electromaterials Science, University of Wollongong, Wollongong, Australia.
3D printing and additive manufacturing
|May 1, 2024
概括
研究人员开发了一种定制的冷3D打印机和一种由酸盐和石墨烯制成的导电性水凝墨水. 这一创新能够精确地制造出坚固,导电性支架,支持神经细胞生长,用于组织工程.
科学领域:
- 组织工程是组织工程.
- 再生医学是一种再生医学.
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 开发细胞相容的3D导电支架对于工程刺激性组织至关重要.
- 模仿本地细胞外基质是成功组织再生的关键.
- 现有方法在精确控制脚手架属性方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发一个定制的冷3D打印机,用于精确的脚手架制造.
- 创建和优化用于3D打印的导电水凝墨水.
- 为了评估制造的支架的可打印性,机械性能,导电性和细胞相容性.
主要方法:
- 设计了一个定制的冷挤出3D打印机,用于墨水和打印表面的温度控制.
- 使用基托 (CS) 和边功能扩展石墨烯 (EFXG) 在不同比率下制备了一种导电水凝墨水.
- 打印了3D结构,并分析了它们的导电性,机械强度和特征尺寸分辨率.
- 使用NSC-34小鼠运动神经元类细胞评估了细胞相容性.
主要成果:
- 定制打印机实现了水性油墨的高精度打印,将其分成明确的层.
- 导电性水凝油墨 (EFXG:CS比60:40到80:20) 显示出良好的打印能力.
- 成功打印了2-20层导电结构,其特征尺寸低至200微米.
- 脚手架表现出机械强度 (Young的模量高达2.6MPa) 和电导率 (高达45S/m).
- 在3D打印的支架上,NSC-34细胞表现出活力,附着和繁殖.
结论:
- 一种新的冷3D打印方法可以精确制造导电水凝支架.
- 开发的素-石墨烯复合材料在机械上强大,导电性强,并且与细胞相容.
- 这些支架对设计3D结构的可刺激细胞和组织具有前景.
- 这种打印系统有可能以高精度制造各种基于水凝的结构.
