化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  3-D打印改善了PDMS聚合物的细胞粘附性和强度
3-D打印改善了PDMS聚合物的细胞粘附性和强度
2018-01-29 09:32:43来源:元素商城

元素百科为您介绍3-D打印改善了PDMS聚合物的细胞粘附性和强度。宾州州立大学的一个研究小组称,将两种不同的聚合物组合起来,可以将硅树脂零件的制造从简单形状的模压、铸造和旋涂到具有较好机械特性和生物粘附性的复杂几何体的3d打印。

 3-D打印改善了PDMS聚合物的细胞粘附性和强度.jpeg

“到目前为止,PDMS(聚二甲基硅氧烷或硅氧烷)在可成形性和设备制造方面存在局限性。”Ibrahim T. Ozbolat副教授说,“大多数的研究是采用铸造或微模压的方法进行的,但这种方法所得到的材料的机械性能和细胞粘附性较弱。研究人员经常使用细胞外蛋白如纤维连接蛋白来使细胞粘附。”

PDMS被用于制造实验室芯片设备、有机芯片设备、两种三维细胞培养平台和生物机器。这种材料通常被认为是耐高温的硅片和柔软的烤盘,但这些都是几何简单,可以很容易地成型。如果这种材料被用于培养或测试组织,几何图形会变得更小、更复杂。

对于作为3D打印机中的“墨水”使用的任何材料,它必须能够通过打印喷嘴,并保持其形状,一旦它被沉积,材料便不能传播、渗透或压扁,设计的完整性就会丧失。

Sylgard184是PDMS的弹性体,它的粘度不足以用于3D打印——材料只是从喷嘴和水坑中流出来。然而,当它与另一个PDMS弹性体SE1700混合,在适当的比例下,混合物是可打印的。

“我们优化了具有印刷能力的混合物,以控制挤压和保真度的原始模式。”Ozbolat说。

研究人员对混合物进行了优化,以利用一种叫做“剪切稀释”的材料特性。他们在本月发行的《ACS生物材料科学与工程》杂志上报道了他们的研究结果。

当大多数材料在压力下变得更加粘稠时,一些材料刚好相反。这就是非牛顿反应,材料变得粘胶更少。这对于3D打印来说是完美的,因为当挤出“墨水”的压力发生时,粘胶液足够粘在喷嘴上,然后就会减少粘胶。一旦材料离开喷嘴,它就会恢复其粘性,放置在物体上的细丝保持其形状。

PDMS成型时表面光滑。这种材料也是疏水性的,意味着它不喜欢水。把这两个属性加在一起,PDMS的模制表面就不容易粘在组织细胞上。研究人员经常使用涂层来增加细胞的粘附性。3-D打印表面因为它们是由数以千计的微小的PDMS组成的,它们有微小的裂缝,为细胞提供了一个固定的位置。

为了测试使用PDMS进行3D打印的保真度,研究人员从国立卫生研究院的3D打印交换中获得了手、鼻、血管、耳朵和股骨头的生物特征模式。他们用这些图案印了一个鼻子。像这样的器官可以在没有支撑材料的情况下印刷,包括空心腔和复杂的几何图形。

“我们在PDMS的鼻子上涂了一层水,然后用核磁共振成像仪对其进行成像。”Ozbolat说。“我们将3D重建的鼻部图像与原始图像进行了比较,发现我们的外形非常逼真。”

因为PDMS是通过喷嘴进行打印的,所以最终材料中的气泡数量远远少于模压或铸造。通过一个微米大小的针可以去除大部分的气泡。

Ozbolat说:“当我们将模塑或铸型PDMS的机械签名与3d打印PDMS进行比较时,我们发现印刷材料的抗拉强度要好得多。”

由于PDMS材料正在印刷,它们可以与其他材料组合,以制造由多种材料组成的单件设备。他们还可以整合导电材料来支持功能性装置。

该项目的其他研究人员有工程科学和力学博士后研究员Veli Ozbolat;Madhuri Dey,化学博士生;Bugra Ayan,工程科学和力学博士生;Adomas Povilianskas,工程科学和力学学士/硕士生;Melik C. Demirel,工程科学和力学教授。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 高分子功能材料材料化工  
相关专题: 3D打印技术
相关阅读:
●  中国内地首个石墨烯量产化基地在厦门投产
元素百科为您介绍中国内地首个石墨烯量产化基地在厦门投产。6日,石墨烯产业迎来具有象征意义的时刻:中国内地首个石墨烯量产化基地在厦门投产,2020年其产能有望达到5000吨。石墨烯量产基地投产据中新网9月6日消息,当天,恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司对外发布信息称,其石墨烯量产化基地在厦门正式投产,这是内地首个石墨烯量产化基地,标志着石墨烯产业或迈入新纪元。 石墨烯未来引领新产业链中国国际石墨烯......
●  2017年全国材料科学与工程专业排名情况
化学词典告诉你材料科学与工程专业排名。材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业。该专业以材料学、化学、物理学为基础,主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。 材料科学与工程专业学什么在《普通高等学校本科专业目录》中,材料科学与工程属于工学里材料类之中的一个一级学科,下设的二级学科包括材料学、材料物理与化学、材料加工工程等几个主要的专业方向。材料类还包含......
●  中科院大连化物所张涛院士团队生物质催化转化研究取得新进展
元素百科为您介绍中科院大连化物所张涛院士团队生物质催化转化研究取得新进展。近日,中科院大连化物所航天催化与新材料研究中心张涛院士、王爱琴研究员团队在生物质基醛酮小分子还原氨化方面取得新进展,成功实现了在水溶液中以一系列生物质基醛酮为底物高选择性制备伯胺,直接以纤维素为原料,通过两步法获得了乙醇胺。相关研究成果发表在德国应用化学上。 什么是含氮化合物含氮化合物是重要的化学品,广泛用于聚合物......

您确定要从购物车中移除吗???