微纳金属3D打印技术应用:AFM探针?

因具有高分辨率、可实现复杂结构精细打印的特点,DLP光固化3D打印技术已在生物制造领域大放异彩。目前,其已被用于多种组织的重建或修复研究,包括脊髓、周围神经、血管等。现行DLP生物制造研究主要在体外进行组织的构建,经过一定时间培养后植入体内,这往往会造成二次创伤。若能通过微创方式在皮下直接进行3D打印将大大降低医源性创伤带来的风险。

通常,DLP墨水的光引发剂需要通过紫外、蓝光或可见光激发(图1)。这些光波的组织穿透能力差,难以实现皮下固化。波长780~2526nm的不可见近红外(NIR)光可以穿透深层组织,并已用于药物控释、光动力疗法、光热疗法、体内成像等,是一种广泛使用的组织穿透性光波。若想实现NIR固化生物墨水,就需要适配的光引发剂。上转换材料可将近红外光转化为紫外/可见光,将其与普通DLP光引发剂结合使用即可实现生物墨水的NIR固化。

近日,四川大学的苟马玲研究员、钱志勇教授和魏霞蔚教授团队通过蓝光引发剂LAP包裹上转换纳米粒子制备了核-壳结构纳米光引发剂(UCNP@LAP)。依托该光引发剂开创性地实现了皮下原位DLP打印。相关研究论文:Noninvasive in vivo

图1 光固化生物打印常用光引发剂及其激发波段

图2 基于UCNP@LAP核-壳结构纳米光引发剂的近红外皮下DLP打印

上转换材料是一种能实现上转换发光的材料。所谓上转换发光,指的是材料受到低能量的光激发,发射出高能量的光,即将吸收的长波长、低频率光转换为短波长、高频率光。

上转换材料由无机基质及镶嵌在其中的稀土掺杂离子组成,通过调节无机基质及掺杂稀土离子组成、比例可将近红外激发光转化为紫外或可见光。

研究人员通过改进的方法合成了水性上转换材料纳米粒子(UCNPs),该上转换纳米粒子可在水溶液中稳定分散且表面带正电荷,通过与带负电荷LAP间的静电吸附作用制备了核-壳结构的UCNP@LAP纳米光引发剂(图3A)。与上转换材料/LAP直接混合相比,这种核-壳结构有效提高了近红外光的激发效率。同时,由于LAP的包裹,UCNP发射出的紫外光被LAP屏蔽吸收(图3D),降低了对细胞的损伤。

模拟皮下DLP打印测试


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3D生物打印技术在复杂结构和多细胞组织器官构筑方面具有不可替代的优势。生物3D打印墨水日益成为制约3D打印组织工程领域发展的瓶颈,其可打印性和物化性能,对细胞行为和命运的调控是构筑组织器官,实现再生的关键。水凝胶是含大量水的三维交联网络材料,具有类细胞外基质的特征,可用于生物3D打印。然而,水凝胶材料存在凝胶-溶胶转变慢、支撑强度弱等问题,打印精度和结构稳定性有待改善。光交联、增稠剂或支持浴等策略可部分地解决这些难题,但增加了打印工艺的复杂程度,增大了生物毒性等风险。解决水凝胶材料可打印性与结构稳定性之间的矛盾,实现温和条件下的快速打印,构筑高精度仿生组织工程支架,是生物3D打印领域亟待解决的关键科学问题。

中山大学付俊教授团队发明了由微凝胶生物3D打印墨水,研究发现,微凝胶可通过氢键组装为宏观水凝胶(bulk hydrogel),具有典型的触变性能、快速自愈合性能和一定的机械强度,可在常温条件下直接打印构筑复杂组织工程支架(图1)。

编者按:本文转载自微信公众号 ,作者:老酒高分子


原子力显微镜软件 原子力显微镜教学模型软件 目录 关于该项目 图形用户界面和arduino ATMega 2560框架,用于原子力显微镜的教学模型。 该项目的目标是将Arduino系列的微控制器与PC类设备(例如Raspberry Pi)接口。 它使用类似于3D打印的方法来操纵显微镜托盘上的UUT,激光和光刻胶条以获取物体的3D图像。 由建立。 项目图片 GUI图像,扫描对象和扫描结果 应用程序的图形用户界面 将物体放在显微镜的托盘上 从顶部在应用程序中查看扫描的对象 在应用程序中从顶侧角度查看扫描的对象 建于 PyQt MatPlotLib 脾气暴躁的 PySerial 树莓派 Arduino的 入门 此项目是为其他地方不存在的特定硬件而设计的,您只能查看GUI(python部分) 先决条件 像PyCharm(或任何其他)一样的Python IDE

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