Ny 3-D printteknik til biomaterialer

Et skema, der viser produktionen af et 3D bioprintet stillads ved brug af SLAM. A) Væskegel-printlejet skabes ved forskydningsafkøling af en varm agaroseopløsning gennem sol-gel-overgangen, som derefter fyldes i en beholder med passende dimensioner for at understøtte stilladset. Biofarvene fremstilles ved omhyggelig udvælgelse af hydrogel og celler og derefter blanding, før de tilføjes til bioprinterpatronerne. B) Bioblækket ekstruderes inden i den selvhelbredende fluid bed, og flere patroner kan ekstrudere forskellige hydrogellag, der danner en grænseflade med de forudafsatte bioblæk for at skabe en flerlagskonstruktion. C) Tværbinding og cellemedier inducerer størkning og giver metabolitter til cellestilladset. D) Lavforskydningsvask med deioniseret vand frigiver konstruktionen fra den understøttende væskegel. Kredit:Avancerede funktionelle materialer

En ny måde at 3-D-printe bløde materialer som geler og kollagener på giver et stort skridt fremad i fremstillingen af kunstige medicinske implantater.

Udviklet af forskere ved University of Birmingham, teknikken kunne bruges til at printe bløde biomaterialer, der kunne bruges til at reparere defekter i kroppen.

Udskrivning af bløde materialer ved hjælp af additiv fremstilling har været en stor udfordring for videnskabsmænd, fordi hvis de ikke understøttes, de synker og mister deres form. Den nye teknik, kaldet Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM), bruger en polymerbaseret hydrogel, hvor partiklerne er blevet manipuleret til at skabe en selvhelbredende gel. Væsker eller geler kan injiceres direkte i dette medium og bygges op i lag for at skabe en 3D-form.

Metoden tilbyder et alternativ til eksisterende teknikker, der anvender geler, der er blevet hakket til at danne et gyllebad, hvori det trykte materiale sprøjtes ind. Kaldet Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), disse giver mange fordele, men friktioner i gelmediet kan forvrænge udskriften.

I en undersøgelse offentliggjort i Avancerede funktionelle materialer , et hold ledet af professor Liam Grover, på School of Chemical Engineering, vise, hvordan partikler i gelen, de har udviklet, kan forskydes, eller snoet, så de skilles ad, men stadig bevare en vis forbindelse mellem dem. Denne interaktion skaber den selvhelbredende effekt, gør det muligt for gelen at understøtte det trykte materiale, så objekter kan bygges med præcise detaljer, uden at lække eller hænge.

"Den hydrogel, vi har designet, har nogle virkelig spændende egenskaber, der gør det muligt for os at printe bløde materialer i virkelig fine detaljer, " forklarer professor Grover. "Det har et enormt potentiale til at lave erstatningsbiomaterialer såsom hjerteklapper eller blodkar, eller til fremstilling af biokompatible stik, der kan bruges til at behandle knogle- og bruskskader."

SLAM kan også bruges til at skabe genstande lavet af to eller flere forskellige materialer, så det kan bruges til at lave endnu mere komplekse bløde vævstyper, eller medicinafgivelsesanordninger, hvor forskellige frigivelseshastigheder er påkrævet.

Sidste artikelGør modermælkserstatning mere som human modermælk

Næste artikelNy katalysator overstråler platin til fremstilling af brint