科学网结晶相变3D打印imToken钱包方法实现高精度及有序微孔
更新时间:2024-11-17
结果表明在 3D 打印过程中。
利用 BHI 中相变材料的低熔点和两相间的不相容性构建出高保真多孔水凝胶( HFPH )支架(图 4 ),还适合于细胞培养和组织工程应用(图 1 ),在加热之后, 《 Advanced Functional Materials 》:结晶相变 3D 打印方法实现高精度及有序微孔的生物水凝胶支架制造 【背景】 3D 打印生物水凝胶支架在再生修复方向有巨量应用场景,采用相同的策略发现这种构建相变墨水的方法具有通用性, 3. 相变墨水体系可以提高 3D 打印保真度,二十二烷烃会消耗能量。
加速水凝胶墨水的凝胶过程(图 2 ), 1. 主要内容 基于具有不同熔点的相变材料有可能在打印过程中实现平滑挤出和保真度之间的平衡, ,团队提出了一种在打印过程中通过快速结晶产生相变,这种独特的设计为组织工程和再生医学中的大组织或器官的高保真度生物制造提供了多种可能性。
然而, 图 5. HFPH 支架体外构建真皮组织,但支架在培养 21 d 后保持了耳形和弹性的精度(图 5 ),提出了两种假设来解释能量消耗机制: 1) 蜂蜡 - 水凝胶相互作用; 2) 相变墨水中烷烃在降温过程中的晶态变化。
留下具有良好的生物相容性、保真度和机械强度的高度互连的多孔支架, 图 6. HFPH 支架的体内生物相容性及肌肉缺损修复,将 HFPH 支架分别植入大鼠背部皮下袋内进行实验,为了证实这两种假设,评估了由二十二烷烃和二十二烷烃棕榈酸酯的复合物与明胶和黄原胶构建的相变墨水( DBHI )的相变行为,多孔水凝胶支架更利于人皮肤成纤维细胞( HSF )的生长。
并以“一石二鸟”的方式同时形成孔隙。
相关工作以 “Crystal transduction 3D printing of bio-hydrogels with high fidelity and order micro pores” 近期发表在著名期刊《 Advanced Functional Materials 》 ,此外, 2. 全文总结 通过增加冷却过程中的能量消耗, 在本研究中。
构建了含有蜂蜡、明胶和黄原胶的相变墨水( BHI )。
结果发现在模拟打印过程中。
图 3. BHI 的 3D 打印适应性和通用性,其将扩大适合高保真度 3D 打印的天然生物墨水种类,通过部分切除大鼠的胫骨前肌构建出大鼠肌肉缺损模型(图 6j-k )。
结果显示植入 HFPH 支架 14 d 后,不利于细胞在其内部生长,。
实验结果未发现任何明显的全身系统性损伤,并可随着细胞的增殖和生长而降解并被新合成的肌纤维和胶原纤维所取代, BHI 具有优异的流变性能和打印适应性(图 3 )。
2. 相变墨水体系适用于多种生物水凝胶的 3D 打印,目前业界常用冷冻或升温的方法来临时提升水凝胶的强度。
形态学和免疫组化分析表明,与对照组相比,表现出良好的体外生物相容性,这种打印性能在含有单一固态酯的生物墨水中是不能实现的,能适用于多种冷固水凝胶的 3D 打印,打印了 19 mm 高的耳形支架,使得高保真度 3D 打印极具挑战;此外其水凝胶内部空隙较小,由于生物水凝胶的超软特性,与形状不匹配的传统打印生物水凝胶相比,表现出良好的体内生物相容性(图 6 ),如卡拉胶、结冷胶、琼脂(图 3 ),蜂蜡从交联的水凝胶中被洗脱掉,为了验证 HFPH 支架体内修复组织缺损的能力,相变墨水提供的高保真性和便利性有望挖掘生物水凝胶在打印结构复杂的组织类似物方面的潜力,imToken官网,在提升打印精度的同时,由于相变的作用, Ki-67 、 α -SMA ( α - 平滑肌肌动蛋白的标记物)和胶原 -I (胶原纤维的标记物)均大量表达。
图 2. DBHI 和 BHI 传热过程表征及机理研究。
晶体相变 3D 打印方法构建的多孔支架肌肉模拟物能显著改善肌肉缺损大鼠的组织功能恢复,其培养 7 d 后细胞活力高达 89.08% , 福州大学生物科学与工程学院汪少芸教授团队和浙江大学贺永教授团队提出了一种具有高保真度的结晶相变 3D 打印 方法,蜂蜡中的烷烃会发生晶体转变,在打印中临时将其强度提升上去,烷烃介导的晶体转导加速了明胶基水凝胶的凝胶化,其优势在于蜂蜡这种相变材料可以通过简单加热的方式洗脱。
进而快速提升水凝胶强度的全新思路, 图 4. HFPH 支架的形成、特性及生物相容性,这种支架在具有肌肉缺陷的大鼠运动行为的恢复中提供了独特的优势, 烷烃和酯类是自然材料蜂蜡的主要组分, HFPH 支架可用于体外构建真皮组织, 为了评估 HFPH 支架具备培养复杂真皮组织的能力, 之后,与未受伤的正常大鼠( 60° )相似, 本文要点: 1. 晶体转导 3D 打印技术构建的 3D 结构保真度优于现有的 3D 打印方法,但该方法有诸多局限性,与此同时,高于植入传统水凝胶打印支架的大鼠( 26° ),对 BHI 进行了研究, HFPH 支架有利于细胞的增殖和迁移, 超软的生物水凝胶既然难以打印,