一个生物相容和自我愈合的3D打印双向水凝执行器,具有针头可注射性

科学领域:

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

背景情况:

• 多功能水凝对于先进的材料应用至关重要,特别是生物相容的执行器.
• 当前生物相容的执行器在整合性,自我修复和可逆双向执行方面面临着挑战.

研究的目的:

• 开发一种可3D打印,生物相容的双层水凝执行器,具有可逆双向执行.
• 将性,自我修复和可逆双向驱动整合到一个单一的水凝系统中.

主要方法:

• 制造一种新型的聚N-异烯胺) -凝甲烯 (PNIPAM-GelMA; PNG) 水凝作为活性层.
• 利用光交联用于水凝形成和小角度X射线散射用于微观结构分析.
• 双层执行器的3D打印,PNG作为主动层,GelMA作为被动层.

主要成果:

• 该PNG水凝表现出自我愈合,良好的弹性 (储存模量~13kPa) 和性 (高达240%的剪切应变).
• 3D打印的双层执行器展示了可逆的双向执行和细针可注射性.
• 通过将PNG主动层与自我修复的被动层配对来实现一个自我修复的执行器,在修复后保留了显著的曲角度.

结论:

• 开发的PNG水凝系统成功地整合了性,自我愈合和可逆双向驱动.
• 这种多功能水凝执行器解决了当前生物相容执行器的关键局限性.
• 这些发现代表了开发生物医学应用先进执行器的重大进展.