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D打印材料大跃进蚕丝生物墨水诞生

发布时间:2019-08-15 16:51:56

  世界各地的医院正逐渐采用治病救人,大多数案例涉及植入物和复制品,为特殊手术做准备。然而,医学界真正的 D打印革命尚未到来:生物 D打印。由具有生物相容性的聚合物和细胞制成特殊的生物材料,可 D打印人体内几乎一切组织。目前,大多数生物材料的用途非常有限,而塔夫茨大学的科学家们已开发出基于蚕丝的生物 墨水 ,更加柔韧,用途更广,甚至可以在室温下 D打印。

  生物 墨水 听起来是个很棒的概念 毕竟, D打印软骨、血管,甚至整个器官,能真正拯救生命。然而,事实是,目前的生物材料还没那么强大。为了实现快速 D打印,大多数 墨水 会采用各种各样的材料制作而成,包括热塑性塑料、硅树脂、胶原蛋白、明胶或藻酸盐。虽然属性各异,但是它们拥有一些相同的负面特性。比如,温度、酸碱度变化,甚至交联方式(关键所在),对其影响非常大,会破坏 D打印的细胞结构。这意味着需要加入其它材料以改善生物 墨水 ,有些通过众多添加剂(包括细胞因子和抗生素)获得了成功,能控制细胞功能或规避感染风险。

  但显然这些方式都不够完美,我们需要的生物材料应足以适应、甚至不需要温度或酸碱度变化,也无关于交联方式。现状使得的研究停滞不前。终于,有人似乎找到了解决方案。为解决生物 墨水 的局限性,塔夫茨大学工程教授大卫?L?卡普兰,和他的团队正在研究蚕丝蛋白。

  此款生物 墨水 对打印环境没有严苛的要求,甚至可以在室温进行 D打印。根据其发表在《ACS生物材料科学与工程》期刊上的论文所述,该材料通过混合蚕丝蛋白(具有生物相容性)、甘油、无毒的糖醇(常应用于制药工业)制作而成。

  这种生物相容 墨水 透明、自交联、柔韧性好,适合实验室各种应用。即使在水中,也表现得非常稳定,因此用途广泛。重要的是,文中写道 [它无]需化学或光引发剂 。

  基于蚕丝的 墨水 研发团队对研究前景非常乐观。作为研究的一部分,他们针对2D和 D打印特殊应用研制了相应的 墨水 。 通过改变配方,可控制蚕丝聚合物基体的结晶度,以支持2D和 D打印,且精度极好 。此外,该 墨水 的自交联特性经过优化,在打印过程中能够形成结构性和辅助性材料。

  希望这类 生物相容水状蛋白质墨水 能开启生物打印创新浪潮。

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