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加州大学洛杉矶分校samueli领导的团队开发了一种特别改装的3d打印机,用多种材料制造治疗性生物材料。这种进步可能是按需印刷复杂人造组织的一步,用于移植和其他外科手术。

“组织是非常复杂的结构,所以要设计出能够正常运作的人工版本,我们必须重新创造它们的复杂性,”领导这项研究的ali khademhosseini说,是加州大学洛杉矶分校的levi james knight,jr。,加州大学洛杉矶分校的工程学教授samueli工程学院。“我们的新方法提供了一种构建由不同材料制成的复杂生物相容性结构的方法。”

该研究发表在advanced materials上。

该技术使用基于光的过程称为立体光刻技术,它利用了由khademhosseini设计的定制3d打印机,该打印机具有两个关键组件。第一种是定制的微流体芯片 - 一种尺寸与计算机芯片相似的小型扁平平台 - 具有多个入口,每个入口“打印”不同的材料。另一个组件是数字微镜,这是一个由超过一百万个微小镜子组成的阵列,每个镜子都独立移动。

研究人员使用了不同类型的水凝胶材料,这些材料在通过打印机后形成了用于组织生长的支架。微镜将光线引导到打印表面上,照亮区域指示正在打印的3-d物体的轮廓。光还会触发材料中形成的分子键,从而使凝胶固化成固体材料。在打印3-d对象时,镜像阵列会更改光图案以指示每个新图层的形状。

该工艺是第一个使用多种材料进行自动化立体光刻生物打印的工艺 - 这是传统立体光刻生物打印的一种进步,它只使用一种材料。虽然演示设备使用了四种类型的生物墨水,但该研究的作者写道,该过程可以根据需要容纳尽可能多的墨水。

研究人员首先使用这个过程来制作简单的形状,例如金字塔。然后,他们制作了复杂的三维结构,模仿肌肉组织和肌肉骨骼结缔组织的部分。他们还印刷了模仿肿瘤的形状的血管网络,可用作研究癌症的生物模型。他们通过将它们植入大鼠中来测试印刷结构。结构没有被拒绝。

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