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Updated: Jun 26, 2025
06:52
4D Printed Bifurcated Stents with Kirigami-Inspired Structures
Published on: July 25, 2019
8.0K
在4D打印的聚合物部件中设计编码的双重形状变形和形状记忆,朝向细胞化血管移植
Saswat Choudhury1, Akshat Joshi1, Vageesh Singh Baghel2
1Department of Bioengineering, Indian Institute of Science, C.V. Raman Avenue, Bangalore, 560012, India. kchatterje@iisc.ac.in.
Journal of materials chemistry. B
|May 15, 2024
概括
这项研究使用单个形状记忆聚合物 (PLMC) 和3D打印来创建复杂的3D组织支架,改变形状. 这些智能支架可用于血管移植和组织再生.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 聚合物科学 聚合物科学
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 目前用于3D组织结构的增材制造依赖于多材料的水凝,需要复杂的制造.
- 现有的方法在实现可编程形状变形时是有限的,用于组织工程应用.
研究的目的:
- 开发一种单一材料系统,用于使用3D打印进行可编程3D形状变形.
- 展示形状记忆聚合物 (SMP) 在生物医学应用中创建复杂的细胞化结构的潜力.
主要方法:
- 使用单个形状记忆热塑性聚合物 (PLMC) 进行3D打印.
- 采用异型设计和可控制的灌装角度,用于可编程的形状变形.
- 通过有限元素分析 (FEA) 模拟和实验测试验证了形状变化.
- 在生理温度下研究了双重形状变形能力.
主要成果:
- 在~80°C下,在1分钟内将2DPLMC板材自滚成空心管 (6-10毫米直径,长度高达40毫米) 实现.
- 证明了双重形状的变形:管子变形为平板,播种细胞,并在~37°C时重塑为管子.
- 在3D结构中成功创建了复杂的外平面曲和扭曲变形.
- 量化相关的FEA预测与实验形状变化.
结论:
- 基于PLMC的3D打印使复杂结构的可编程形状变形成为可能.
- 在生理温度下发生的双重形状变形允许细胞化血管移植的制造.
- 这项技术扩大了用于组织修复和再生的智能植入物的范围.
