研究人员开发了可模仿生物组织的3D可打印材料

    在科罗拉多大学丹佛分校，研究人员开发了一种创建具有复杂结构的3D打印液晶弹性体的方法。这项研究的目的是建立与复杂生物组织（例如软骨）的物理特性相匹配的结构。多年来，世界各地的研究人员一直在探索3D打印技术在患者治疗和治疗中的潜力。增材制造的主要好处之一是给定结构可以达到的复杂程度。在这种情况下，研究人员希望该技术将有助于创建针对患者的植入物，以替代因受伤或疾病而丢失的组织。

    由于组织具有独特的特性，例如柔韧性和强度，因此在使用合成物质时很难模仿它们。诸如软骨的组织非常耐磨，但仍然足够柔软和有弹性以允许运动和缓冲。例如，脊柱的组件足够坚固和灵活，可以保护脆弱的神经组织。参与这项研究的研究员克里斯·雅卡奇（Chris Yakacki）评论道：“ 脊柱充满挑战，这是一个很难解决的问题。人们已经尝试制造合成的脊椎组织盘，但并没有做得很好。”

 3D打印液晶弹性体

    在《先进材料》上发表的研究中，研究人员团队解释说，他们使用液晶弹性体来创建模仿生物组织的复杂结构。更准确地说，他们使用了DLP 3D打印技术。DLP与SLA类似，因为DLP还依赖于光聚合作用使用紫外线逐层创建对象。这项技术可以实现很高的精度，这对于将要进入人体的结构至关重要。在打印过程中，研究人员使用了可光固化（因此可通过DLP打印）的主链液晶弹性体（LCE）树脂。他们解释说，与使用市售可光固化弹性体树脂印刷的树脂相比，该树脂的“ 速率依赖性 ”高12倍，应变能耗散高达27倍”。

    因此，这种材料似乎具有显着的减震性能，这使其非常适合人体中的动态关节或保护结构。克里斯·雅卡奇（Chris Yakacki）补充说：“ 每个人都听说过液晶，因为您在手机显示屏上盯着它们看。您可能听说过液晶聚合物，因为这正是凯夫拉尔的本质。我们面临的挑战是将它们制成柔软的聚合物（例如弹性体），以用作减震器。” 更高程度的复杂性还意味着该结构可以个性化并完全适应患者的身体-传统方法之间的关键区别在于无法提供这种定制级别。因此，模仿软骨自然结构的最终产品也将能够完美匹配人体的解剖结构。