数字光处理树脂具有可编程形状记忆,用于生物医学应用

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 可生物降解和生物相容的形状记忆聚合物对于先进的生物医学应用至关重要,但其制造具有挑战性.
• 现有的方法很难创造出能改变形状的材料,能根据人体温度做出反应.
• 数字光处理 (DLP) 打印为这种智能材料的生物制造提供了一个有前途的途径.

研究的目的:

• 探索用于DLP打印的特定可生物降解树脂家族的形状记忆特性和可调性.
• 研究共聚合物组成,分子量和端盖如何影响形状记忆行为和机械性质.
• 建立一个平台,为创建可定制,形状调节的可生物降解设备.

主要方法:

• 开发和修改的聚烯烯烯酸树脂 (聚烯烯碳酸和三甲烯碳酸).
• 利用数字光处理 (DLP) 3D打印来制造这些树脂的物体.
• 系统地改变了共聚合物组成,分子量和烯酸盐末端封装单元.
• 形状记忆特性,执行速度和机械性能.
• 展示了印刷物体执行机械工作的能力 (例如,货物释放,对象操纵).

主要成果:

• 成功创建了一个适合DLP打印的形状记忆树脂库.
• 通过调整共聚合物组成和分子量来实现形状记忆速度和机械性能的调整.
• 增加的卡普罗拉克含量和分子量降低了形状记忆切换的速度.
• 在构成和机械性质的终端封闭之间观察到一个权衡.
• 印刷物体展示了功能性工作能力,包括货物释放和抓取.

结论:

• 本研究介绍了一种可调节的平台,用于通过DLP打印创建可生物降解,形状记忆的聚合物对象.
• 开发的树脂和制造方法使操作速度和机械性能能够根据特定的生物医学需求进行定制.
• 这项技术具有很大的潜力,可以开发用于各种生物医学应用的先进的驱动和输送设备,包括组织工程和微创手术.