Obwohl wir Anbieter von Druckguss und Zerspanung in China sind, arbeiten wir sehr gerne mit vielen deutschen Kunden zusammen

+86 0769 82886112

Die „duftende“ 3D-Druckfarbe ist da

Wissenschaftler der Nanyang Technological University (NTU Singapur) haben einen Weg gefunden, Sonnenblumenpollen zu verwenden, um ein 3D-Drucktintenmaterial zu entwickeln, das verwendet werden kann, um Teile für Tissue Engineering, Toxizitätstests und Medikamentenabgabe nützlich zu machen.

Diese aus Pollen gewonnene Tinte behält ihre Form, wenn sie auf einer Oberfläche aufgetragen wird, was sie zu einer praktikablen Alternative zu Tinten macht, die derzeit für den 3D-Druck (auch als Biodruck bekannt) im biomedizinischen Bereich verwendet werden. Solche Tinten sind normalerweise weich und empfindlich. Wenn der Biodrucker die Tinte Schicht für Schicht aufträgt, ist es daher schwierig, die für das Endprodukt erforderliche 3D-Form und -Struktur beizubehalten.

Um die Funktion ihrer pollenbasierten 3D-Druckfarbe zu veranschaulichen, haben Wissenschaftler der Nanyang Technological University in Singapur ein biologisches Gewebe-„Gerüst“ gedruckt. Laborstudien haben gezeigt, dass es für die Zelladhäsion und das Wachstum geeignet ist, was für die Geweberegeneration unerlässlich ist.

Das Forschungsteam sagte, dass diese neue Verwendung von Pollen in einem wissenschaftlichen Artikel auf dem Titelblatt der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials beschrieben wurde und sein Potenzial als nachhaltige Alternative zu aktuellen Biodrucktinten hervorhebt.

Die "duftende" 3D-Druckfarbe ist da

Der Co-Leitautor der Studie, Professor Cho Nam-Joon von der School of Materials Science and Engineering, NTU, sagte, dass der Biodruck eine Herausforderung darstellen kann, da das verwendete Tintenmaterial normalerweise zu weich ist, was bedeutet, dass die Struktur des Produkts voraussichtlich während des Druckvorgangs zusammenbrechen. . Drucken. Durch Anpassung der mechanischen Eigenschaften von Sonnenblumenpollen haben wir eine pollenbasierte Hybridtinte entwickelt, mit der Strukturen mit guter struktureller Integrität gedruckt werden können. Die Verwendung von Pollen für den 3D-Druck ist eine wichtige Errungenschaft bei der Herstellung nachhaltiger und erschwinglicher Pollentinten. Da es viele Arten von Pollenarten mit unterschiedlichen Größen, Formen und Oberflächeneigenschaften gibt, können Pollen-Mikrogel-Suspensionen verwendet werden, um eine neue Klasse umweltfreundlicher 3D-Druckmaterialien zu schaffen.

Der Co-Leitautor der Studie und Assistenzprofessor Song Juha von der School of Chemistry and Biomedical Engineering der NTU sagte, dass unsere Forschungsergebnisse neue Türen für maßgeschneiderte flexible Membranen öffnen können, die sich perfekt an die Konturen der menschlichen Haut anpassen, wie zum Beispiel Wundauflagen oder Gesichtsmaske. Solch ein weicher und flexibler Film wird normalerweise auf der Grundlage einer flachen Geometrie hergestellt. Wenn er also auf eine große Hautfläche (wie das Gesicht oder die Gelenke und andere häufig bewegte Bereiche) aufgetragen wird, führt er zu Problemen wie Zwischenschichtbrüchen oder schlechter Passform. Pollenbasierte 3D-Druckfarbe ist biokompatibel, flexibel und kostengünstig. Wir können eine Folie herstellen, die sich den Konturen der menschlichen Haut anpasst und sich biegen lässt, ohne zu brechen.

Zum Forschungsteam gehört auch Assistenzprofessor Jang Taesik von der Chosun University in Südkorea.

Professor Paul S. Weiss, Distinguished Professor of Chemistry and Biochemistry, Bioengineering, and Materials Science and Engineering an der University of California, Los Angeles (der nicht an der Studie teilnahm), sagte, dass Pollen ein faszinierendes und nachhaltiges Bio-Nanomaterial mit unzähligen Verwendet. Song, Cho und ihr Team fügen es jetzt zu einem Arsenal hinzu, das durch additive Fertigung und 3D-Druck in größerem Maßstab aufgebaut werden kann, indem es zu Tinte hinzugefügt wird.

Dr. Jeffrey S. Glenn, Direktor des Hepatitis and Liver Tissue Engineering Center an der Stanford Medical School (der nicht an der Studie beteiligt war), fügte hinzu, dass dies ein sehr spannendes Papier ist, das die Fähigkeit des 3D-Drucks benutzerdefinierter Strukturen für die Herstellung und Kontinuierliche, billige und ungiftige Materialien zur Verabreichung von Medikamenten.

Wie entwickelt man Hybridtinte auf Basis von Pollen

Das heute am weitesten verbreitete Bioprinting-Verfahren ist das extrusionsbasierte Bioprinting, bei dem Tinte kontinuierlich aus Düsen abgegeben und entlang einer digital definierten Bahn aufgetragen wird, um Schicht für Schicht eine 3D-Struktur zu erzeugen.

Eine der Herausforderungen dieses Ansatzes besteht darin, dass es schwierig ist, die 3D-Struktur und -Form von weichen und empfindlichen Materialien (wie Hydrogelen, Zellen und Biopolymeren) ohne zusätzliche Unterstützung beizubehalten. Üblicherweise wird eine als Trägermatrix bezeichnete Struktur verwendet, in der während des Druckprozesses weiche Tinte abgeschieden wird. Dies verursacht jedoch Abfall, da die Trägermatrix nach dem Drucken unbrauchbar wird.

Assistenzprofessor Song sagte, dass sich bisherige Forschungsarbeiten auf die Entwicklung spezieller Biotinten für eine effiziente Abscheidung und Bedruckbarkeit durch Mischen von Hydrogelen mit Fasern oder Partikeln konzentrierten. Der Hauptnachteil dieser Hydrogel-Verbundtinte besteht darin, dass die Düse verstopft ist, die einen höheren Gehalt an solchen Fasern oder Partikeln aufweist. Im Gegensatz dazu hat die von uns entwickelte Hybridtinte auf Pollenbasis eine ausreichende mechanische Festigkeit, um ihre Struktur beim Verstopfen des Druckers beizubehalten.

Der Entwicklungsprozess dieser Pollen-basierten Hybridtinte begann mit der Kultivierung von zähen Sonnenblumenpollen in einer alkalischen Lösung, einem umweltfreundlichen Prozess ähnlich der Seifenherstellung, der sechs Stunden dauert, um Pollen-Mikrogelpartikel zu bilden.

Mischen Sie dann das Pollen-Mikrogel mit einem Hydrogel wie Alginat (ein natürliches Polymer, das normalerweise aus Braunalgen gewonnen wird) oder Hyaluronsäure (eine transparente viskose Substanz, die vom Körper natürlich produziert wird), um die endgültige Pollen-Hydrogel-Hybridtinte zu bilden.

Pollenbasierte Gerüste für Zellkultur und Wirkstofftransport

Als Proof of Concept druckten die Wissenschaftler in 12 Minuten ein fünfschichtiges Tissue-Engineering-Gerüst, mit dem Zellen kultiviert werden können. Kollagen wird dann dem Gerüst hinzugefügt, um Ankerpunkte bereitzustellen, an denen Zellen anhaften und wachsen können.

Dann setzten die Wissenschaftler menschliche Zellen auf das Gerüst und stellten fest, dass die Effizienz der Zellaussaat bei 96% bis 97% lag. Dies ist vergleichbar mit der Leistung von Hydrogelen mit invertierten kolloidalen Kristallen (ICC), die häufig als 3D-Zellkulturplattformen verwendet werden, jedoch zeit- und arbeitsintensiv in der Herstellung sind.

Angesichts der Tatsache, dass Pollen auf pH-Änderungen reagieren – wenn die Umgebung sauer oder alkalisch wird – testete das NTU-Team auch die Machbarkeit eines 3D-Stents als reizgesteuertes Arzneimittelabgabesystem. Als der fluoreszierende rote Farbstoff auf den Stent getropft wurde, stellten die Wissenschaftler fest, dass die Pollen-Mikrogelpartikel den Farbstoff nach und nach in den Stent freisetzten. Die Freisetzungsmenge und -geschwindigkeit nahm mit der Zugabe von Säure zu. Wissenschaftler sagen, dass dies darauf hindeutet, dass Pollen-Stents als Wirkstoffabgabesystem mit kontrollierter Freisetzung verwendet werden können. Professor Cho sagte: „Pollen-Mikrogelpartikel haben eine leere Schalenstruktur, was bedeutet, dass sie verwendet werden können, um Medikamente, Zellen oder Biomoleküle in Medikamentenabgabeplattformen mit maßgeschneiderten 3D-Strukturen zu transportieren.

Im Hinblick auf die Reizantworteigenschaften von Pollen können auch Stents auf Pollenbasis als intelligente Arzneimittelträger verwendet werden. Zum Beispiel können wir die Freisetzung von Alginat-Medikamenten weiter verlangsamen, indem wir eine dünne Schicht auf einen pollenbasierten Stent auftragen und die Freisetzung durch Einbringen von Säure stimulieren.

Pollenbasierte Stützstruktur für weiche 3D-Druckfarben

Wissenschaftler haben auch entdeckt, dass weiche und flexible Pollen-Mikrogelpartikel, die aus zähen Pollenkörnern gewonnen werden, als recycelbare Trägermatrix für den Freiform-3D-Druck verwendet werden können, in dem weiche Tinte abgeschieden wird. Beim Aushärten der Tinte verhindert die Trägermatrix das Kollabieren der gedruckten Struktur.

Um die Machbarkeit ihrer Methode zu testen, verwendeten die Wissenschaftler Pollen-Mikrogel als Träger, um ein 3D-gedrucktes Silikongumminetz für den Ellenbogen herzustellen, das die Form des Ellenbogennetzes während des Druckens beibehalten kann.

Nach 75 Stunden Aushärten des gedruckten Produkts im Pollen-Mikrogel bei 167 °C (24 °F) fanden die Wissenschaftler heraus, dass sich das gedruckte 3D-Silikonkautschuknetz an die Krümmung des menschlichen Ellenbogens anpassen kann. Sie fanden auch heraus, dass die mechanischen Eigenschaften der in der Pollen-Mikrogel-Trägermatrix gedruckten und ausgehärteten Silikonkautschukproben denen der durch traditionelle Gießverfahren hergestellten Proben ähnelten.

Die Anwendung von Pollen in der Biomedizin basiert darauf, dass das NTU-Forschungsteam Pollenkörner (eine natürliche erneuerbare Ressource) als eine Vielzahl umweltfreundlicher alternativer Materialien wiederverwendet, von umweltfreundlichem Papier bis hin zu biologisch abbaubaren Schwämmen, die mit Ölschadstoffen getränkt werden können.

Diese Forschung steht im Einklang mit den Forschungsambitionen von Nantah in seinem strategischen Plan 2025, der darauf abzielt, Erfindungen und Kreativität in Ergebnisse zu verwandeln, die die wirtschaftliche Effizienz und Lebensqualität verbessern.

Das Team versucht nun, mit der Industrie zusammenzuarbeiten, um ihre 3D-Druckinnovationen zu verbessern und ihre kommerziellen Anwendungen zu fördern.

Link zu diesem Artikel: Die „duftende“ 3D-Druckfarbe ist da

Nachdruck-Erklärung: Sofern keine besonderen Hinweise vorliegen, sind alle Artikel auf dieser Seite Originale. Bitte geben Sie die Quelle für den Nachdruck an: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Die "duftende" 3D-Druckfarbe ist daPTJ® bietet eine vollständige Palette von Custom Precision CNC-Bearbeitung China Dienstleistungen.ISO 9001:2015 & AS-9100 zertifiziert. 3, 4 und 5-Achsen schnelle Präzision CNC-Bearbeitung Dienstleistungen wie Fräsen, Blech nach Kundenspezifikation,Bearbeitung von Metall- und Kunststoffteilen mit einer Toleranz von +/-0.005 mm.Sekundäre Dienstleistungen umfassen CNC- und konventionelles Schleifen, Laser schneiden,Bohren,Druckguss,Blech und Stempeln.Bereitstellung von Prototypen, vollständigen Produktionsläufen, technischem Support und vollständiger Inspektion. Dient den AutomobilindustrieLuft-und Raumfahrt, Form & Befestigung, LED-Beleuchtung,sowie medizinische,Fahrrad und Verbraucher Elektronik Branchen. Pünktliche Lieferung.Erzählen Sie uns ein wenig über das Budget Ihres Projekts und die voraussichtliche Lieferzeit. Wir werden mit Ihnen Strategien entwickeln, um die kostengünstigsten Dienstleistungen anzubieten, damit Sie Ihr Ziel erreichen können. Willkommen bei uns ( [email protected] ) direkt für Ihr neues Projekt.