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研讨人员开发出创立3D打印支架组织的LDM新技术

伴随着生物三维打印技术性的发展趋势，很多方式的三维打印活机构一般 在生物三维打印的一般类型下排序在一起，可是这种方式是转变的，以至于他们中的一些几乎不类似。生物复印的全部定义依然无法包裝，但专家则持续明确提出该技术性的新转变。

技术性中的关键不一样要素之一是怎样建立支架。当包装印刷体细胞生长发育和生长发育时，用以给包装印刷体细胞以构造的支架是生物复印全过程的重要构成部分，而且怎样造成支架关联到取得成功或不成功。中国台湾的一组研究人员开发设计了一种应用称之为冷藏方式的新方式(也称之为低温沉积生产制造)来生产制造支架。

在名为“Design and Development of a Novel Frozen-Form Additive Manufacturing System for Tissue Engineering Applications”的毕业论文中，研究人员表述了为何防腐剂生产制造早已变成生产制造支架的愈来愈时兴的方式，这是由于该技术性容许生物学家具备精准的操纵复印支架的规格、样子和孔隙率，以完成特殊病人的订制化必须。

殊不知，三维打印机构支架的最普遍的方式是SLS、SLA和FDM，每一个都是有他们的缺陷。研究人员强调，SLS在能够 应用的原材料层面受限制，而针对SLA，复合树脂中的光稳定剂会留有残余物或副产品，其对置入支架中的体细胞具备毒副作用功效。用FDM技术性生产制造的支架具备出色的物理性能，但他们必须高溫，而且当他们制冷时趋向收拢和形变。

“在大家之前的FDM研究中，PLA22和聚乳酸【乙醇酸预聚物(PLGA)】早已被作为建筑装饰材料，”研究人员说。“大家发觉，在FDM加工工艺以后，PLGA的平均分子量减少到其初始值，约22.4%。这是由于在熔化挤压全过程中产生热水解反应，这趋向于减少支架的构造抗压强度。与SLS一样，就细胞生长因子来讲，FDM的工作温度针对生物分子结构而言是过高的。因而，将生物分子结构掺加支架是艰难的。”

为了更好地避开这种难题，研究精英团队开发设计了称作“伪FDM”的技术性，也称之为低温沉积模型(LDM)。

“LDM的基本原理与FDM的基本原理类似，除开必须低温制冷服务平台，而且原材料挤塑机应用的是注射针或挤出机螺杆，而不是传统式的挤塑机，”研究人员说。“LDM将融解在有机溶剂中的高聚物沉积到低温制冷服务平台中。该服务平台的溫度远小于有机溶剂的结晶体溫度(即凝点)。因而，高聚物水溶液迅速锁定，而且产生热致相分离全过程。在早已运用并解决低温干燥后，获取有机溶剂，而且高聚物维持支架样子。”

LDM的优势是很多的，应用该技术性制做的支架能够 是孔眼和微孔板的，而且生物分子结构或生物特异性化学物质能够 在搭建全过程中掺加。高聚物的含量几乎不受该方式的危害，而且该技术性适用多种多样生成或纯天然生物大分子原材料，比如壳聚糖、藻酸盐、PLA、聚乙醇酸(PGA)，PCL、PLGA和聚氨酯材料。LDM方式涉及到将液體变化为固态，这就是为何它被称作冷藏方式方式(FFM)，或是是冷藏方式的防腐剂生产制造系统软件(FFAMS)。

针对FFM全过程中建立低温自然环境有几种不一样的方式，可是他们分别也是有他们的缺陷。因而，研究精英团队决策开发设计一种造就低温自然环境的新方式，这将造成一个紧凑型、好用的FFAM设备。因此，她们最先设计方案了一个应用四个制冷板来产生的机壳或“制冷地区”的匀称低温设备(UCD)。设计方案成使其可以在制冷地区内左右挪动的工作中板，另外也是置放在內部做为能够 在其上开展沉积原材料的结构板。在每一层沉积以后，将板减少，促使下一层能够 在与前一层完全一致的高宽比处沉积，进而保证一致的溫度。

UCD仅仅系统软件的一个控制模块。原材料调节器控制模块由气动式液体调节器构成，其当做挤塑机。研究人员将根据PCL的水性聚氨酯的化合物放进在其中，随后她们根据用原材料三维打印支架，在每一个层沉积时测量温度，及其明确用以不一样支架样子的最好喷头直徑和层薄厚来开展试验。而不是像大部分FFM方式那般应用笛卡儿系统软件，她们应用的是SCARA智能机器人的健身运动控制模块，这能够 给他大量的协调能力。

“在大家的研究中，低温制冷地区被设计方案为合适在一个小室内空间内，便于充足的室内空间使SCARA用以多种类型的服务中心，如一个体细胞栽种服务平台，”精英团队强调。“因而，FFAMS能够 拓展为智能系统软件或用以生产制造支架的持续生产流水线，以完成商业化的。

从总体上，研究人员的研究造成了具备高发展潜力的软性支架，用以未来在组织工程和皮下组织恢复中运用。尽管研究集中化于具备如管和方形等简易样子的支架的生产制造，她们准备在未来再次她们的研究，以开发设计繁杂的支架仿真模拟生物系统软件，及其更高、高些的支架，用以建立软骨组织机构，如鼻部、耳朵里面和支气管。

本研究的研究人员包含中央大学机械设备工程学院的Chau-Yaug Liao、Wei-Jen Wu和Ching-Shiow Tseng ;国立大学台湾大学高分子材料科学研究与工程项目研究所Cheng-Tien Hsieh和Shan-hui Hsu ;和国防医学管理中心三部总院外科学部塑胶与复建普外司Niann-Tzyy Dai。

来源于：三维虎

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