Изготовление разлагаемых биоматериалов при помощи 3D-печати

Изготовление разлагаемых биоматериалов при помощи 3D-печати

Изготовление разлагаемых биоматериалов при помощи 3D-печати

12 сентября
Покажи другу:

Недавно был разработан новый метод, основанный на стереолитографии, для создания 3D-печатных биоматериалов, которые могут подвергаться контролируемому разложению. Этот метод использует нековалентную (ионную) сшивку и может потенциально способствовать изготовлению адаптивных и стимулирующих биоматериалов для использования в таких сферах, как проведение биоизмерений, фармацевтика и проектирование тканей.

Стереолитографическая печать обычно использует фотоактивные полимеры, которые соединяются вместе с ковалентными связями, являющимися сильными, но необратимыми. Исследовательская группа из Университета Брауна экспериментировала с использованием потенциально обратимых ионных связей для создания 3D-печатных структур.

Исследователи Университета Брауна нашли способ трехмерной печати сложных временных микроструктур, которые могут разлагаться по мере надобности с использованием биосовместимого химического триггера. Этот метод может быть полезен при изготовлении микрожидкостных устройств, создании биоматериалов, которые динамически реагируют на раздражители.

«Идея заключается в том, что привязки между полимерами должны распадаться, когда ионы удаляются, что мы можем сделать, добавляя хелатирующий агент, который захватывает все ионы», рассказывает профессор Иэн Вонг. «Таким образом, мы можем создать временные структуры, которые растворяются именно тогда, когда нам требуется.»

Текст.jpg

«Это немного напоминает Lego», объясняет он. «Мы можем скрепить полимеры вместе для возведения 3D-структуры, а затем аккуратно отделить их друг от друга снова в условиях биосовместимости».

Группа ученых использовала альгинат натрия, соединение, полученное из морских водорослей, способное к ионной сшивке, с фотокислотными генераторами и смесью двухвалентных катионных солей, чтобы сделать раствор для тонкой настройки кинетики деградации, правильности рисунка и механических свойств материала, подлежащего печати. Используя различные комбинации ионных солей (магния, бария и кальция) исследователи могут создавать структуры с различной жесткостью, с различной скоростью растворения.

Исследование показало, что временные структуры альгината могут быть полезны для создания лабораторных устройств со сложными микрожидкостными каналами и при проектировании динамических сред для экспериментов с живыми клетками. Для демонстрации эффекта исследователи окружили альгинатные барьеры клетками молочной железы человека и наблюдали, как клетки мигрировали по мере растворения барьера.

 «Мы можем напечатать форму канала, используя альгинат, а затем напечатать постоянную Эксперименты показали, что ни альгинатный барьер, ни хелатирующий агент, используемые для его растворения, не оказывали заметного токсического воздействия на клетки, что свидетельствует о том, что разлагающиеся барьеры альгината могут стать перспективным вариантом для развития медикаментов, заживляющих раны, или создания каркасов для искусственных тканей и органов.

«Мы говорим об использовании подобного материала в искусственных тканях, в которых потребуются каналы, проходящие через него, имитирующие кровеносные сосуды», говорит Вонг. «Мы могли бы создать шаблон, в котором применяется альгинат, а затем растворить его, как мы это сделали для микрожидкостных каналов».

Исследователи планируют продолжить поиск способов тонкой настройки прочности и жесткости разработанных альгинатных структур, а также темпов деградации материала.

Источник: https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=62504





Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться


количество
пользователей

1837

количество
работ

4268