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3D打印与冷冻干燥复合支架的制备及性能检测

更新时间: 2019-10-08 14:46:39  查看次数: 252    

3D打印技术:是指在计算机控制下,根据物体的计算机辅助设计(CAD)模型或计算机断层扫描(CT)等数据,通过材料的精确3D堆积,快速制造任意复杂形状3D物体的新型数字化成型技术。3D打印技术的基本制造过程是按照分层制造、逐层叠加的原理。




3D打印技术主要特点和优势:

  1. 高分辨率:分辨率高达2 880×1 440,其喷头射出墨滴直径与人体组织器官中细胞分布很相似,这使得利用喷墨打印技术精确的种植细胞和打印生物组织细微结构成为可能。
  2. 高速打印:3D打印机打印一张A4纸大小的照片只需大约1 min,可以运用喷墨打印技术快速的打印和组装生物活性组织。
  3. 非接触性打印:这使得喷墨打印机不仅能在纸上打印,也可在固体支架材料和液体上打印,而且非接触性打印也减少了打印过程中污染的概率,有利于了后续支架上细胞的培养。


随着组织工程的不断发展,组织工程支架的制备方法也在不断改进,从传统的冷冻干燥、相分离、气体发泡、溶剂浇铸/粒子沥滤法、颗粒烧结等,到现在的增材制造、静电纺丝、自组装肽等方法,使得组织工程支架的构建更趋符合制备要求。3D打印又称增材制造、实体自由制造,是通过计算机辅助设计(CAD)软件及3D打印机将作为原料的塑料、金属、陶瓷、粉末、液体、活体细胞层转化为三维实体。目前已广泛用于组织工程支架的制备,它可以克服传统支架制造方法在形态和工艺一致性方面的限制。另外,3D打印支架在生物学性能方面也有了很大改善。一般来说,提供机械支撑的支架需具备较好的生物相容性,它有助于细胞在支架上的粘附、迁移和增殖,维持细胞的适当功能;适中的生物降解性;促进组织再生的能力;相当的机械强度与变形能力;无毒、无免疫原性;适宜的孔径、孔隙率及孔间连通性;成本低,可批量生产等主要特性。本实验采用3D打印技术制备丝素蛋白-胶原蛋白复合支架,并将冷冻干燥法制备的丝素蛋白-胶原蛋白支架作为对照,检测其一般性能,且在支架材料上接种ADSCs,扫描电镜观察细胞状态,以对比研究3D打印技术制备的软组织工程支架与传统支架制备方法所得支架的不同。