九州堂蔡国栋老师名家讲堂报道,九州堂蔡国栋老师名家讲堂看点,近年来,3D打印技术以其灵敏多变的打印方式构筑复杂物理构造的优势而风行全球。3D打印技术的日渐成熟也让3D打印在医疗市场发挥着越来越不可无视的作用。
九州堂蔡国栋老师名家讲堂但通常,3D打印的物体只是静态的三维构造,不会随时间推移而产生功用特性,而这则在很大水平上限制了其在医疗市场的应用。
近日,伊利诺伊大学芝加哥分校研讨人员称,他们开发出的一种新型4D水凝胶资料,可在心理刺激下改动外形。这不只有效处理了3D打印在医疗市场的局限,更有可能在将来成为制造生物工程组织和器官的下一代资料。
九州堂蔡国栋老师名家讲堂在资料上,4D和3D相似,不同的是,4D更超越了我们目前三维空间维度的认知,在4D打印的技术里,我们能够赋予打印体特定时间或者特定条件下自动发作改动的,或者成为自我变化、自我组装的物体。
也就是说,4D资料可以在水、光等特定的环中完成外形的动态变化。4D资料就是能够停止几何变化的3D资料。
鉴于4D打印技术的优越性,此前生物工程研讨者已将 4D 资料视为组织工程构造制造的潜在资料,但目前尚存在无法降解以及与细胞兼容问题,这也限制了其在再生医学方面的应用。
此外,关于组织工程,传统的技术曾经触及到例如培育生物可降解聚合物支架,使细胞在充溢液体营养液的生物室中存活。并且,随着时间的推移,当提供恰当的信号时,细胞的数量会成倍增加,并在支架降解时产生具有支架外形的新组织。
但是,几何静态支架不能构成随时间动态改动外形的组织,也不能促进与改动外形的临近组织的互相作用。
此次研讨中,研讨人员为将4D打印技术的优势应用于生物工程中,经过氧化的甲基丙烯酸海藻酸盐(OMA)和甲基丙烯酸明胶(GelMA)的光交联,制备了在没有外界刺激的状况下具有可控几何变化的双层水凝胶。
这种能与细胞兼容的可完成生物降解的新型 4D 资料,具有明白的4D几何变化,或将进一步扩展这种办法在再生医学中的应用前景。
研讨人员还发现,可经过控制水凝胶发作外形变化的水平和所需的时间对系统停止校准。他们还用实验考证了将骨髓干细胞以十分高的密度嵌入到水凝胶中,且使其坚持细胞活性。
水凝胶支持高细胞密度的特性,使得它们可以更严密地模拟组织方式或自然治愈过程,该系统不只有望用于组织工程,也能够用于研讨早期发育过程中的生物过程,这对生物工程的实践应用无疑具有重要意义。
