获得提名的2021年3D打印行业大奖现在打开了。你认为谁应该入围今年的节目?现在就说。
研究人员南洋科技大学(南洋理工大学)已经开发出一种向日葵提取物装载的3D生物打印墨水，它可以生产出新一代的生物医学设备。
与普通的可塑生物墨水不同，该团队基于花粉的发明可以进行调整，使其具有更大的刚性，因此它能够在不失去层间完整性的情况下，将其3D打印到结构中。科学家们已经用他们的墨水生产了组织再生细胞支架，现在他们相信它在组织工程、毒性测试和药物输送方面有巨大的潜力。
“生物印刷品可能具有挑战性，因为所用油墨的材料通常过于柔软，这意味着在印刷期间设想的产品的结构可能会崩溃，”该研究的共同领导作者Cho Nam-Joon解释说。“通过调整向日葵花粉的机械性能，我们开发了一种基于花粉的混合墨水，可用于打印具有良好结构完整性的结构。”
“考虑到花粉种类繁多，花粉微凝胶悬浮液有可能被用于创造一种新的环保型3D打印材料。”
Befing-up Bioplinted水凝胶
由于其固有的掺入活细胞的能力，直接墨水写入（DIW）3D印刷已成为创建纸巾支架等生物医学设备的越来越流行的方法。同样地，水凝胶通常在DIW内使用，因为它们是可定制的，它们促进了细胞附着，并且它们能够准确地模拟生物组织。
然而，根据南洋理工大学的研究人员，水凝胶的特点是机械稳定性和生物惰性低，这就需要创造一种“混合”墨水，“提供任何单一水凝胶都无法实现的功能和特性”。
过去，一些科学家已经发现，将纳米纤维或纳米血小板集成到水凝胶生物墨水中可以固化它们，并防止它们堵塞打印机的喷嘴。其他人开发了由水凝胶、细胞和橡胶组成的支撑矩阵，帮助在打印结构完全固化之前保存它们，同时由于其成分可重复使用，提供了增强的稳定性和可持续性。
从后者获得灵感，南洋理工大学的团队因此创造了一种由可再生花粉颗粒制成的微凝胶悬浮液。考虑到其统一的大小，以及可调谐和一致的流变行为，科学家们说，花粉可以产生理想的支持基质，而且它的刺激响应特性使其具有潜在的药物传递能力。
基于花粉的生物医学设备
为了创造新的生物墨水，研究人员首先使用了一种类似于肥皂制作的方法，将向日葵花粉转化为微凝胶悬浮液。然后将其与海藻酸盐、橡胶和透明质酸混合，产生一种由花粉颗粒组成的混合物，花粉颗粒的外层比正常情况下更柔软，这样它们就可以被压缩到打印机的喷嘴中而不会被堵塞。
事实上，在早期的测试中，科学家们发现他们能够在不堵塞3D打印机的情况下，用任意给定体积的花粉挤压生物墨水。在通过生产多层微结构证明了他们的材料的初始可行性之后，该团队接着制造了染料负载支架，以评估其给药潜力。
有趣的是，在这些实验期间释放的染料量随时间而变化，因此由于花粉的刺激反应性，可以根据患者特异性剂量调整生物油墨以释放药物。鉴于花粉也是生物相容的，研究人员也能够用细胞装载其支架，产生具有94％的细胞活力的五层结构。
最后，该团队增加了油墨中的橡胶和海藻酸盐含量，以测试其生产更传统的生物医学设备的能力，比如支架。在实践中，这意味着要创造一个“硅橡胶网状圆顶”设备，科学家们说，得益于它的花粉基，该设备“表现出了良好的结构保真度”和“更高的打印分辨率”。
接下来，研究人员打算进一步优化悬浮在多个热循环后的可回收性，但他们已经将其视为避免3D打印时打印卡阻的可行方法，并考虑到其刺激响应行为，他们说，这可能是未来生物医学应用的“大量和负担得起的起始材料”。
“我们的调查结果可以打开新的门，以定制柔性膜，完全适合人类皮肤的轮廓，如伤口敷料斑块或面部面具，”研究共同作者宋菊哈。“使用我们的墨水，这是生物相容性，灵活和低成本的，我们可以制造对人体皮肤轮廓量身定制的膜，并且能够在不破坏的情况下弯曲。”
生物灵感材料的兴起
随着3D印刷行业继续寻求环保替代品的油基聚合物，科学家们越来越转向母亲的答案。葡萄牙语的研究人员威大学和阿威罗材料研究所例如，最近开发了一个基于竹子的ABS材料他们说这样可以生产“高质量的零件”。
在联邦材料研究和测试研究所在美国，科学家们已经转向昆虫，将白蚁的粪便转化成独特的粘合剂喷射印刷材料．虽然原料最初显示了低水平的强度，其设计者认为，在未来，它可以用来创建高精度的金银丝结构。
在其他地方，研究人员接受了大自然母亲的设计，而不是她的原材料，就像在基尔大学他们拥有3D打印技术dragonfly-inspired的关节。与坚果科学家的生物医学测试装置一样，基尔团队是超强的，但它的设计也使其灵活且足够强大，以便使用最终用途应用。
研究人员的研究结果详细发表在题为《工程天然花粉颗粒作为多功能3D打印材料该研究由陈升阳、石谦、张taesik、Mohammed Shahrudin Bin Ibrahim、Jingyu Deng、Gaia Ferracci、Wen See Tan、Nam-Joon Cho和Juha Song共同撰写。
获得提名的2021年3D打印行业大奖现在打开了。你认为谁应该入围今年的节目?现在就说。
要跟上最新的3D打印新闻，不要忘记订阅3D打印行业通讯或者跟随我们推特或喜欢我们的页面Facebook．
想要更深入地了解增材制造，现在可以订阅我们的Youtube频道，以讨论、汇报和3D打印的镜头为特色。
你想在增材制造行业找一份工作吗?访问3 d打印工作来选择行业中的角色。
特色图像显示从花收集花粉的蜜蜂的特写镜头。通过Karolina Grabowska，Pexels的图像。
