生物医学应用的影印:双色光板打印水凝,局部控制形状和刚度.

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 3D打印技术的发展

背景情况:

• 组织工程面临的挑战是创建仿生细胞外环境,控制生化,机械和结构线索.
• 当前的制造技术缺乏在3D结构中精确交付提示所需的空间控制.
• 开发先进的3D打印方法对于工程功能组织至关重要.

研究的目的:

• 引入Xolography,一种体积印刷技术,用于精确地控制水凝支架中的结构和机械性能.
• 为了展示使用Xolography的微尺度特征的厘米尺度3D结构的制造.
• 探索Xolography的潜力,为组织工程创造动态的细胞指导环境.

主要方法:

• 使用Xolography,一种双色光片体积印刷技术,用于快速的3D水凝制造.
• 开发了一种与各种水凝兼容的水溶性光开关光启动器系统.
• 采用灰度光投影来实现对水凝硬度的空间控制,并允许动态的形状变化.

主要成果:

• 制造的厘米尺度3D构造,其特征在几分钟内小到20微米.
• 实现了对机械性能的精确控制,压力模块范围从0.2kPa到6.5MPa.
• 通过使用热反应性水凝,证明了对刚度的空间控制 (0.216 kPa) 和诱导可逆的异构形状变化.
• 成功打印了可行的细胞聚合物,展示了细胞载荷结构的潜力.

结论:

• 异形摄影在3D水凝构造中的结构和机械线索上提供了前所未有的空间控制.
• 这项技术使组织工程的复杂细胞指导环境能够快速,单步制造.
• 复原影像对推进生物医学应用,包括再生医学和药物输送具有显著的前景.