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3D生物材料打印之路,走向了私人定制的医学装备

更新时间: 2020-01-19 14:46:25  查看次数: 130    

在过去的几十年间,3D生物材料打印之路已经从快速成型用于发展和研究的医学辅助工具,走向了私人定制的医学装备。3D凝胶打印作为3D生物材料打印的一种,其原理是把生物材料按照一定的规律沉积形成3D实体。若将生物材料混合细胞,再利用3D打印技术制造成实体,后期经过进一步培养可得到具有生物活化的器官模型。因此,研究并改善凝胶打印工艺,实现精准控形对3D打印在生物领域的应用具有重要意义。


在分析海藻酸钠凝胶的可打印性研究的基础上,优化了凝胶的打印参数和路径,提高了打印精度。对宾汉流体的特性进行了理论研究,并进一步提出基于明胶支撑材料的挤出成型凝胶打印工艺。探索了明胶材料作为支撑的性能与制备方法,完善了凝胶在支撑中的打印工艺参数。另外,针对不同的影响因素,对凝胶的力学性能研究进行了 一系列对比实验探究。最后利用明胶支撑打印工艺打印实体结构、空间结构、分义结构和Y型结构实例,探索该工艺在医学领域中的潜在应用。

研究内容和目前水凝胶生物打印现状,认为有很多方面有待进一步的研究:

  1. 提出的基于明胶支撑的凝胶3D打印方法,逐仅仅停留在毫米级别的制造。但随着生物打印发展,将对制造技术提出更高的要求,更加注重微尺度的制造,使未来制造的人体器宫能够更加逼近真实结构。
  2. 海藻酸钠/明胶的拉伸性能根据研究所得还是具有局限性,虽然通过添加明胶成分能够提高海藻酸钠凝胶的打印成型性能,但是在力学方面还是没有改善,这将限制其在组织工程中的应用。未来期待能够通过新的材料改性方法进一步提高海藻酸钠凝胶的力学性能。
  3. 初步探索了海藻酸钠/明胶水凝胶在基于明胶支撑的打印工艺中的潜在应用。如果该方法进一步被完善,这些结构应用能够得到进一步的开发,在组织工程中有更加具有实际意义的应用出现,那么对未来的器宫再生将具有重大意义。



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