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    另辟蹊徑的TPU材料,通過FDM工藝造組織支架

    2017-06-20

    另辟蹊徑的TPU材料,通過FDM工藝造組織支架


        提起熱塑性聚氨酯(TPU),我們很容易將這種材料與制鞋業聯系到一起,TPU的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出,所以非常適合用來制作壘球鞋、棒球鞋、高爾夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌。不過,科學家們對TPU的看法可不局限于此。

      通過使用FMD熔融擠出技術,倫敦大學學院的Achala de Mel博士和她的研究團隊3D打印了各種塑料管狀結構,可用于培養身體內的細胞組織。

      通過這種方法,倫敦大學學院的研究人員將實驗室細胞培養的整體方法概念化,尤其是他們通過FDM這種3D打印工藝開創了經濟性的細胞組織培養方法,使得研究和患者護理領域不再那么昂貴和高不可攀。

      雖然不像PLA那樣常用,倫敦大學學院這個項目的研究重點是熱塑性聚氨酯(TPU)。因為其獨特的可塑性和彈性質量,TPU被科學家們認為是可行的一種材料。

      在3D打印機方面,科學家們選擇的是市售的兩種商業機器:Sharebot Next Generation和Rokit 3Dison Multi,價格在1,850美元到1,990美元之間。

      科學家們使用Blender,Slic3r和Makerbot切片軟件創建了培養支架的CAD模型。

      通過特別調整的TPU材料,Achala de Mel博士的實驗室研究人員證明了快速制造各種不同管狀支架的能力。這些管狀支架具有不同直徑和厚度,其管狀彈性結構是許多器官的共同結構特征。

      這些管內的填充物被設計為細胞支架,用來支持細胞生長。支架可以設計成為細胞提供物理性質,例如剛性差異,幾何形狀,表面粗糙度和各向異性。細胞可以感知這些差異,并響應其增殖的變化。

      Achala de Mel博士發現3D打印允許在支架內創建多重組合(傳統制造方法很難達到如此高效和可重復性),從而科學家們可以通過大量的實驗獲得關于細胞對于不同的3D打印支架結構反應的信息,這些大數據以便工程師進行詳盡的分析,從而可以選擇更加合適的3D打印設計來生產支架,以達到預期的細胞反應。

      在每個3D打印管狀支架的實例中,研究人員測試不同的大小和填充結構,以找到最適合于重建骨孔隙度的結構,因此有利于血管向內生長。


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