一本一本久久A久久精品综合,国产A级毛片久久久精品毛片,亚洲日韩精品欧美一区二区一,国产精品夜间视频香蕉

技術(shù)文章

Technical articles

當前位置:首頁(yè)技術(shù)文章PμSL 3D打印技術(shù)在三維復雜組織支架中的應用

PμSL 3D打印技術(shù)在三維復雜組織支架中的應用

更新時(shí)間:2022-07-12點(diǎn)擊次數:995

3D打印技術(shù)近年來(lái)被廣泛應用于組織工程應用中,利用這一技術(shù)可以穩定可靠加工特定尺寸的復雜三維支架,以有效構筑三維生物模擬環(huán)境用以相關(guān)生命科學(xué)研究。本文以類(lèi)巴基球這一新型支架結構為例,展示面投影微立體光刻3D打印技術(shù)如何快速大面積制作三維精細復雜組織支架。


   細胞在三維生理環(huán)境中的形貌和分化與其在二維組織培養環(huán)境中有很大的差別,近年來(lái)研究者們對三維結構系統中的細胞生理行為進(jìn)行了廣泛研究。然而,這些三維組織系統在化學(xué)組分、力學(xué)特性和形狀等方面相比二維系統都復雜的多。如何穩定可靠加工出高質(zhì)量的三維聚合物支架用于后續系統研究細胞的相關(guān)行為,仍是首要亟待解決的難題。3D打印憑借其任意復雜三維加工的優(yōu)勢,已被廣泛應用于加工各類(lèi)型組織支架。(如圖1所示)

圖1 使用3D打印技術(shù)制作的各類(lèi)型三維組織支架


相比于其他3D打印技術(shù),面投影微立體光刻(PμSL)3D打印技術(shù)具有打印精度高、打印速度快、大幅面跨尺度加工、材料適應范圍廣(聚合物、生物陶瓷等材料)等諸多優(yōu)點(diǎn),可適應多種支架結構的打印制作。如圖1c所示,利用PμSL 3D打印技術(shù)加工的人工軸突支架,可用于直接觀(guān)察和定量髓鞘形成過(guò)程,以及髓鞘化細胞對物理因素和藥劑的反應。圖1f所示的青蛙骨頭支架,被用作生長(cháng)因子傳遞的載體工具,最終實(shí)現了骨骼缺損中軟骨到骨骼的再生。
然而,對于一些新型的精細支架結構,由于其結構復雜程度高、特征尺寸小、以及大幅面小批量制作的需求,普通精度的面投影微立體光刻技術(shù)3D打印技術(shù)仍然難以滿(mǎn)足其制作要求。如圖2所示的鏤空類(lèi)巴基球結構組織支架(巴基球結構即C60的分子結構,此處討論的結構由該結構衍變而來(lái)),單個(gè)支架整體尺寸為200 μm直徑,其中的桿徑為14 μm,表面開(kāi)孔邊長(cháng)為25 μm。對于普通精度光固化3D打印技術(shù),由于其設備光學(xué)分辨率通常大于50 μm,*無(wú)法打印出14μm的特征細節。

圖2 類(lèi)巴基球結構組織支架


深圳摩方材料科技有限公司利用其開(kāi)發(fā)的2 μm光學(xué)精度設備nanoArch® S130設備,成功實(shí)現了對這一新型支架結構的加工制作。對于結構中的十幾微米桿徑,用2 μm的高分辨像素點(diǎn)可輕易加工完成。另一方面,這一結構為高密度結構,即結構表面開(kāi)孔只有二十幾微米,特別是在Z方向上。這對于基于層層堆疊的3D打印技術(shù)同樣是個(gè)巨大的挑戰,即層與層之間既要保持良好的粘接性以實(shí)現穩定的支架結構,又要控制其每層固化厚度在合理的數值范圍以保持所需的開(kāi)孔尺寸。摩方材料通過(guò)調節打印材料固化深度、打印層厚及切片圖片,有效地平衡了材料固化厚度和極小開(kāi)孔尺寸之間的關(guān)系,最終制作出高質(zhì)量的類(lèi)巴基球結構組織支架,如圖3所示。

圖 3 摩方材料nanoArch® S130打印的類(lèi)巴基球組織支架結構


本文以類(lèi)巴基球結構組織支架為例,展示了面投影微立體光刻3D打印技術(shù)在三維組織支架方面的加工優(yōu)勢,為三維結構系統中的細胞生理行為的研究提供了良好的樣件平臺,可有效促進(jìn)相關(guān)組織工程、再生醫藥等應用領(lǐng)域的發(fā)展。對于類(lèi)巴基球這一新型3D組織支架的生物應用研究,本公眾號將在后續進(jìn)行詳細報道。