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3D打印开发治疗缺血性心血管疾病的贴片

如今在美国境内,缺血性心血管疾病是让人类残疾和死亡的头号“杀手”,而且已经在世界各地迅速上升。所谓的缺血就是指缺氧的组织,只要出现因心脏疾病导致的血管阻塞之后,组织就会因为缺氧而死亡,这是因为携带有氧气的血细胞因为阻塞而无法通过。 当组织和器官的血液循环受损时,会出现许多严重的疾病,如外周动脉疾病、中风,甚至心力衰竭。虽然手术是一种治疗选择,可以消除腿部或心脏中较大血管的阻塞,但不能应用于较小的血管中。但不幸的是,大多数损伤首先发生在导致这些情况的位置。 由国家生物医学成像和生物工程研究院(NIBIB)资助的生物学家、工程师和医生组成的跨学科研究小组正在共同开发3D打印解决方案,以解决小血管损伤引起的缺血问题。 由波士顿大学生物医学工程教授、生物设计中心主任Christopher Chen领导的团队设计了3D打印贴片,并以各种几何图案播种血管诱导的内皮细胞,其实际上可以产生保护组织的血管网络。 此前,3D虎报道了3D打印心脏贴片的益处,因为该技术在理解心血管健康问题和推进治疗选择方面继续受益。这个团队的研究结果已于6月份对外发表,而NIBIB最近也有另外一个看法。 结果发表在自然生物医学工程杂志上,论文标题为“3D打印血管网络直接生成治疗局部缺血的治疗性血管”,共同作者包括T. Mirabella、J. W. MacArthur、D. Cheng、C. K. Ozaki、Y. J. Woo、M. T. Yang和Chen。 以下大学和机构共同致力于这项可能挽救生命的研究: 波士顿大学生物工程系和生物设计中心 Wyss哈佛大学生物启发工程研究所 宾夕法尼亚大学外科学系 布莱根妇女医院和哈佛医学院的外科 斯坦福大学心胸外科 马萨诸塞州波士顿的Innolign Biomedical “这次合作的结果是工程师如何让生物学家和医生知道我们的身体是如何工作,并使用这些信息来创造实用的创新医学治疗的绝佳例子,”NIBIB组织工程项目主任Rosemarie Hunziker博士说。 由于无法通过手术清除小血管中的堵塞物,所以其他可以诱导新血管生长的策略正在开发中。这涉及在血管内皮细胞和生长因子起作用的地方模拟人体的自然修复过程,以诱导新血管以危险的方式生长,这可以理解为世界上最不容易做的事情。 Chen说:“我们知道,当生长因子注射到组织中时,它们会诱导新血管的生产,但是以紊乱的模式无法将氧气输送到缺血组织。我们的目标是利用工程设计将新血管的发展引导到一个有序的功能网络。” 研究人员设计并制造了3D打印血管贴片(VP),并添加了几种不同的通道模式来指导组织血管的形成。这些通道内衬内皮细胞,诱导新血管生长。 具有不同通道模式的3D打印贴片在背部、左腿缺血的小鼠身上进行了测试。研究人员将这些贴片植入小鼠腿部的一个缺口内,在该缺口中移除了一段股动脉,看看它们是否能够诱导新血管生长并向缺血组织输送氧气。使用激光多普勒成像来检查是否有任何血管正在形成。 在术后5天,具有直排通道的贴片被证明具有最好的结果,因为它们诱导有组织的血管网络生长并输送氧气至缺血部位。 Chen说:“虽然我们仍处于这个项目的早期阶段,但我们对最初的结果感到鼓舞。” 没有图案的3D打印贴片几乎不会诱导任何血管形成,而栅格图案贴片恢复了缺血部位70%的氧合作用。根据NIBIB的说法,通过确定哪些通道模式可以诱导大部分血管生长,该团队展示了其新技术如何“解决这一重大的公共健康问题”。 Chen领导的研究小组将继续与生物学家和临床医生合作,并试图改进3D打印贴片的设计,以“优化它们的有效性”。 “我无法强调这个项目当前和未来的成功完全取决于工程师、生物学家和临床医生的合作关系。我们都很兴奋,因为有这么多种多样但相互依存的专业知识专注于打破这一重大公共卫生问题。”Chen说。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 14:17:38

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替代传统注射器的3D打印微针贴剂

来自坐落于美国得克萨斯大学达拉斯分校(UT Dallas)的研究员凭借对FFF3D打印机的使用创建出了一种不仅成本低而且还是新型的制造微针阵列的方法,这种方法可以应用于管理药物的小型注射器替代贴剂。 这种方法将商用桌面3D打印机与化学蚀刻技术相结合。它能够创建目前无法用于高分辨率3D打印方法的各种医用材料中的超细微针。 无痛刺戳 微针贴剂缓解了与使用注射器输送药物带来的疼痛和安全风险。与注射液制成的药物相比,它们的保质期也更长。出于这些原因,微针已成为新医学研究的组成部分,乔治亚理工学院和埃默里大学正在为使用阵列作为流感疫苗接种的替代方案进行研究。 UT Dallas研究中的主要突破是使用FDA批准的生物材料制造皮肤穿刺微针,该生物材料随着时间的推移而溶解。 使用任何其他3D打印技术,以低成本方式实现这些参数是非常具有挑战性的。 在医学上应用商业FFF UT Dallas团队的制造方法是一个五步过程,使用Lulzbot TAZ 5 3D打印机。平均需要40分钟来制造15个微针阵列。 然后将阵列浸泡在化学溶液中9小时,蚀刻表面,并将微针雕刻为1至55μm宽的细微点。 在penulitmate步骤中,微针被清洗。然后他们可以装载用于皮肤的药物。 在这种情况下,UT Dallas表现出使用3D打印的mironeedle贴片在皮肤下应用荧光染料的能力。 在医学上有希望成为替代品 在其他研究中,3D打印已经提供了创造治疗癌症的新方法的潜力,并通过单次接种疫苗来控制多种药物的释放。 在总结UT Dallas的研究结论时表示,“我们已经开发出一种新的化学蚀刻方法,可以改善FDM打印材料的特征尺寸分辨率,从而可以制造能够穿透皮肤外层的生物相容性[微针]治疗剂“。 此外,“使用我们的蚀刻方法,生物相容性聚酯-目前无法与更高分辨率的打印技术(如SLA)一起使用,现在可应用于[微针]制造。” “用于透皮药物递送的生物可降解3D打印聚合物微针”的研究论文由Michael A. Luzuriaga、Danielle R. Berry、John C. Reagan、Ronald A. Smaldone和Jeremiah J. Gassensmith共同撰写。 (来自3D虎)

2018-11-19 14:02:21

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患有气管软化症的小玲凭4D打印救之

2018年1月,年龄仅9岁的患儿小玲因为肺部喘鸣和反复感染就诊于我国陕西省西安市的唐都医院外科。住院之后经过询问病情后得知,小玲在4岁时就被诊断出左主支气管软化症,并先后接受3次内镜下气管支架植入手术,可是3枚硅酮支架均在术后咳嗽中排出体外。正因为这反复的肺部感染让小玲以及其父母都备受煎熬,而且多年的就医治疗也给这个家庭带来了巨大的经济负担。 △小玲术前胸部CT及气管镜,左肺动脉干与胸主动脉****导致气管软化 了解小玲病情后,胸外科医生们先给患儿完成了薄层胸部增强CT和MRI检查,发现其存在左肺动脉干和胸主动脉的成角畸形,两条动脉长期挤压左主支气管导致管壁发生软化性狭窄。明确病因后,李小飞主任、黄立军副主任等高度重视患儿病情,考虑到小玲多次内科治疗效果不佳,于是先后讨论了多种外科手术方案,包括软化段气管切除术、气管成形术、主动脉悬吊术等,但都因手术复杂、风险大等原因放弃。结合胸外科前期在4D打印气管外支架方面的工作,综合分析患者病情决定为患儿施行4D打印气管外支架悬吊手术。 △术中放置4D打印气管外支架挡开来自肺动脉干和主动脉的挤压 确定治疗方案后,胸外科医疗团队立即联系我院3D打印研究中心曹铁生教授和西安交通大学贺健康教授,首先利用我院自主研发的3D打印机为患儿制作了1:1气管模型,充分评估病情特点。然后利用4D打印技术为患儿量身定做了聚己内酯(PCL)外支架。2018年1月初,黄立军副主任为患儿施行了手术,术中在软化的气管外放置了PCL支架,挡开了来自左肺动脉干和胸主动脉的挤压,手术仅耗时1小时15分。术后连续对患儿随访观察10个月,患儿塌陷的左主支气管已完全复张,PCL支架也逐渐降解吸收,患儿术后1月开始上学,回归了正常的生活。 △术后随访中患儿胸部CT及气管镜检查 这台手术是气管外支架治疗气管软化症的典型案例,相关论文近日已经被 Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery (JTCVS)杂志接收发表。JTCVS杂志是胸心血管外科领域排名第1的期刊,影响因子4.88,本文也是该团队第2篇发表在JTCVS的相关工作文章。在刚刚结束的2018年中国医师协会内镜医师分会全国年会上,该案例也受邀在儿童内镜分会场做了20分钟的特邀报告,代表了唐都医院胸外科在气管外科和医用3D打印领域的领先优势。 (特别感谢在该项工作中给予帮助的加州州立大学曹薇教授、山东大学齐鲁儿童医院孟晨主任、3D打印中心梁嘉赫、郭奕彤等工作人员,感谢在此项工作中做出了辛勤努力的胸外科医护人员和研究生)   (来自3D打印世界)

2018-11-19 13:40:15

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中国3D打印的发展速度以及对未来发展的分析

由于伴随着3D打印技术专利已经到期亦或是即将到期,出货量占比最大3D打印设备以及系统部分呈现增长快速平稳,这也将对行业规模的同步增长提供保障。 2017年全球3D打印市场价值为83.12亿美元,预计到2023年将达到353.6亿美元,预测期(2018-2023年)的年复合增长率为27.29%。 △2011-2017年全球3D打印市场规模走势 △全球3D打印产业领域布局 发达国家自2012年以来即前瞻性地****了相关3D打印产业政策,主要以美国、英国、欧盟等为代表。发达国家的政策态度展现出其对3D打印前景的强烈看好,对以3D打印为核心的制造业革命的大力支持。第三次工业革命以来,制造业转型一贯是老生常谈的话题,发达国家纷纷聚焦3D打印则将3D打印推向风口浪尖。因此,中国作为制造业大国,将3D打印纳入国家发展战略是发展制造业的必然要求。 我们中国3D打印发展起步较晚,技术积累较少,与国外存在一定的差距,且多数国内3D打印设备制造企业均需从国外巨头处进口关键零部件和打印材料,因此国内厂商应对冲击的能力较弱。 2017年,有关部门就增强制造业核心竞争力、高端智能再制造、增材制造(3D打印)等方面制定发展计划,提出在轨道交通装备等九大重点领域实现关键技术产业化等;制定新一代人工智能发展规划与人工智能产业发展行动计划,推进产业智能化升级,推动人工智能与制造业的深度融合。在国家政策的鼓励和支持下,先进制造业、人工智能等高端领域制造业投资有望实现较快增长,为制造业投资增长提供重要支撑。 2016年我国3D打印行业市场规模达到了100.2亿元,同比2015年的78.8亿元增长了27.2%,2017年我国3D打印行业市场规模约178.8亿元。 △2011-2017年中国3D打印市场规模情况 3D个人消费市场吸引了越来越多企业及消费者的关注。业界也相继出现了3D打印日常用品制品。但对于新兴的个人市场,除上述行业的普遍难题外,还面临着成本过高的尴尬。虽然市面上已出现少量千元级的3D打印机,但放眼望过去,市场上的价格仍呈现一片混乱的状态,动辄就是上万元人民币的高价,这不利于个人消费市场的发展。因此,产业链各方需共同努力,提升材料、机器的研究开发,降低制作成本、销售成本,让每个消费者都能接触3D打印,都能享受新兴科技给生活带来的美好变化。 △2011-2017年3D打印在个人市场行业应用市场规模 在全球3D模型制造技术的专利实力榜单上,美国、日本和德国均已遥遥领先。我国近年才引入3D打印技术,与国外相比差距非常大,主要体现在技术和市场应用方面,研发水平不高,与市场衔接度较低,目前还未产生较大的经济效益。我国的3D打印技术起源于西安交大、华中科大和清华大学等高校,相关的技术转化集中在校办企业。目前,行业正面临国外厂商的冲击。三维数字化及3D打印技术是支撑新一轮产业革命的关键技术之一,关键零部件、原材料、特殊软件算法等是制约我国三维数字化与3D打印产业发展的关键因素。 随着3D打印技术的不断发展,3D打印在各个行业领域逐渐得到运用,甚至像航空航天领域都有使用。但事物的发展不是一帆风顺,3D打印亦如此,现在3D打印的发展受到打印材料的制约。因为未来3D打印的真正发展将在高端领域即工业应用,而目前高端打印材料的发展尚无法满足3D打印技术发展的需要。 (来自3D打印世界)

2018-11-19 13:12:18

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3D打印能测量血压的手机壳真的靠谱吗?

一种基于3D打印完成的智能手机壳能用来测量血压。这个手机壳运用了按钮式传感器,令用户能用手指进行推动,只不过有一些专家表示,这款设备的测量得出的数据或许会不够准确。 血压正常是保持健康的重要部分。对血管、心脏和其他器官造成压力的高血压会导致心脏病、中风、动脉瘤和其他许多危险情况。 低血压也不是很严重:虽然与这种严重的后果没有关系,但它会引起一些症状,如头晕、疾病、困惑甚至晕厥。 那么,你怎么知道你的血压是否正常?大多数人担心他们的血压将访问他们的GP甚至他们的药剂师,许多医院以外的地方能够提供快速和准确的数据。但是,无法到达这些地方的人可能会寻求更加独立的解决方案。 这就是为什么测量血压的3D打印智能手机附件听起来很有吸引力的原因。来自密歇根州立大学、马里兰大学和全南大学的一组研究人员达成合作,将他们的研究发表在“科学:转化医学”杂志上。 “当用户将手指按在智能手机上时,下面的动脉的外部压力稳定增加,而手机测量施加的压力和由此产生的可变振幅血量振荡,”研究人员解释说。“智能手机应用程序提供视觉反馈,通过手指按压指导施加的压力量,并计算测量结果的收缩压和舒张压。” 但它有效吗?研究人员表示,他们的监测技术已经在更传统的基于袖带的监测设备上进行了测试,并发现这两款设备产生的误差具有可比性。总体而言,智能手机设备已经对30人进行了测试,其中90%的人可以在练习一两次后正确使用该设备。 然而,其他专家并不确定是否有足够的证据建议使用3D打印的血压设备。 儿科心脏病专家Bruce Alpert表示,该设备必须在至少85名患有血压的人被测试之后才被认为可用,而另一些人则认为新的测量设备需要比袖口传感器准确得多,因为袖口传感器在准确性方面没有很好的声誉。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 11:27:59

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为制定主动脉瓣置换术的最佳方法而使用3D打印和建模

以往3D打印出来的心脏瓣膜模型一般主要都是以训练为目的的,还有手术前规划的3D打印患者特定心脏瓣膜模型以及主动脉。来自俄亥俄州立大学Wexner医学中心的医生和大学工程学院的生物医学工程师则是正在关注使用3D打印和个性化建模来改善需要主动脉瓣置换术的患者的护理。 “将临床和生物医学工程学院的老师放在同一张桌子上讨论特例患者,使我们的心脏计划变得更加完善,并且有真实的患者受益实例。例如,在某些情况下,冠状动脉会靠近放置瓣膜的位置。使用3D建模,我们可以确定在部署期间是否保护这些血管,甚至是否可以继续进行瓣膜置换,“ 俄亥俄州立大学Ross 医生介入心脏病专家兼结构性心脏病项目的联合主任 Scott Lilly博士解释说。 心脏医院。“这些讨论直接告诉我们如何处理许多瓣膜置换手术。” △Scott Lilly博士在俄亥俄州立大学威克斯纳医学中心评估对病人心脏的扫描 当一个人需要主动脉瓣置换术时,通常是由于主动脉瓣狭窄的瓣膜开口变窄。多年来,瓣膜的小叶会发生钙化并变得僵硬,使得将血液从左心室泵入主动脉变得更加困难。 △Scott Lilly博士在俄亥俄州立大学Wexner医疗中心进行经导管主动脉瓣置换术 心脏直视手术是替代瓣膜的一种方法,但侵入性较小的方法是经导管瓣膜置换术,其通过人体腿部中的一个血管发送组织瓣膜。 经过俄勒冈州立大学工程师和医生正的一致努力,通过开发主动脉瓣及其附近结构的特定患者3D模型,帮助外科医生确定哪种方法和瓣膜适合每位患者。这有助于他们模拟瓣膜的功能,以及预测任何潜在的并发症。 “对于大多数患者来说,可用的阀门的工作可比。但是,在某些情况下,患者的解剖结构可能会产生额外的考虑因素,“Lilly博士说。“例如,患者可能在瓣膜小叶上出现钙化结节,或在瓣膜附近出现冠状动脉。重建阀门所在区域的能力非常重要。“ 每周,莉莉博士和他的结构心脏团队都会与该大学戴维斯心肺研究所生物医学工程和外科副教授 Lakshmi Prasad Dasi会面 。达西的团队随后致力于使用他们的CT扫描和灵活材料准确重建和3D打印该周病人的主动脉。 然后将3D打印模型置于心脏模拟器中,该模拟器将通过系统泵送模拟的透明血液来测试复制品。 △Lakshmi Prasad Dasi博士与一位研究生一起评估患者心脏的计算机模型 △Lakshmi Prasad Dasi博士在模拟器中测试3D打印的主动脉 达西解释说:“使用激光和高速摄像头,我们可以测量血流速度和涡流模式,无需更换瓣膜。我们可以模拟各种治疗方法,位置和类型的阀门,以更好地了解诸如泄漏,凝血或冠状动脉阻塞等问题。我们可以观察到不同的瓣膜不仅可以缓解狭窄,而且可以最大限度地减少小叶上形成血栓的可能性,这是治疗的目标。“ Dasi的团队也制作计算机模型,以便更好地了解经导管瓣膜与患者解剖结构之间的相互作用以及血流物理学。 △3D打印的病人主动脉复制品在高科技心脏模拟器中进行测试 “我们目前在导管界有两种瓣膜可供选择。我们两年内至少会有四次。每个瓣膜都有点不同,每个病人的解剖结构都是独一无二的,“Lilly博士说。“在放置后预测阀门功能的能力,以及哪种阀门能够以最少的泄漏量工作并且不会影响相邻结构的能力至关重要。我们正在取得进展。“ 美国俄亥俄州立大学Wexner医学中心的Bernice Belcher的心脏结构指导医生的3D建模,以进行心脏直视手术来代替她的主动脉瓣,而不是使用经导管的方法。Dasi和他的团队最近进行的三维建模工作使医生为78岁的Bernice Belcher患者选择了心脏直视手术,而不是经导管手术。哥伦布居民需要人造瓣膜,但三维造型能够向医生证明她的主动脉根部不够长,无法使用经导管瓣膜。 “手术取得了巨大的成功。我没有任何胸痛,“Belcher说。 在来自美国国立卫生研究院(NIH)和国家心肺血液研究所的资助下,达西的团队还致力于通过开发新型合成心脏瓣膜来改进生物瓣膜,这些瓣膜通过生物分子得到增强,从而更具成本效益和持久的经导管瓣膜。 “需要人工心脏瓣膜的年轻患者通常会得到一个机械的版本,这需要终身服用血液稀释剂。我们希望开发出具有优异血液相容性的更持久的瓣膜,并可能消除这些患者对血液稀释剂的需求“Dasi说。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 11:09:42

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让帕金森患者得以正常活动的3D打印手套

一款能最大程度地帮助抑制患有帕金森病而引起震颤的手套,由来自加拿大西部大学的学生设计出来。尽管这款手套目前依旧处于原型阶段,可却是在3D打印的帮助下得以做到的。 众所周知,帕金森病是中枢神经系统的退行性病症,通常通过影响和损害一个人的运动系统而显现出来。据报道,全球有600多万人患有这种疾病,它的早期症状表现为运动缓慢、身体僵硬、颤抖或震颤。 为了解决颤抖或震颤的症状,西部大学生物电子学实验室小组的一组学生设计并开发了一种可穿戴技术,可以抑制由帕金森引起的震颤或其他肌肉收缩。 在电子和计算机工程教授Ana Luisa Trejos的带领下,学生们一直在从事抑制装置的研究,并尝试使用戴在手腕或手肘上的可穿戴设备。最终,他们发现这些类型的可穿戴设备导致手指抖动增加,因此需要开发另一种解决方案。 “如果你看到任何患有帕金森氏症的患者有震颤症状,那么他们全身都会出现这种情况,但是手指震颤会影响他们进行日常生活活动,”Trejos解释说。 “我们的手套不会抑制所有运动,这是大多数其他可穿戴技术系统所做的,”Trejos补充道。 “它们要么抑制或不抑制运动,因此当一个人试图执行特定任务时,设备实际上阻止他们执行他们正在尝试执行的动作。他们不得不采取行动。我们的手套实际上允许自发运动发生,同时防止发生震颤。” 换句话说,3D打印的手套不会抑制帕金森患者的运动,而是“跟踪运动”,帮助佩戴者完成他们正在进行的任务,同时减少颤抖或震颤。 配备了多种3D打印部件的手套原型是根据学生Yue Zhou手工定制的原型而制作的。当技术进步,并且如果有机会将其商业化的话,研究人员说可穿戴设备可以适合每位患者。 “在收集数据的同时,我们亲眼目睹了帕金森氏症患者在自己无法做出某些事情时,他们会感到非常沮丧,我认为我们的手套可以让他们恢复日常生活。”Trejos说。“如果你不能独自吃东西或扣上衬衫,那会非常令人沮丧。通过制造一个让人们在抑制震颤的同时进行这些行动的手套,我认为他们可以在更长的时间内在自己的家中更加独立。” Trejos相信3D打印的震颤抑制手套最终可能会以低于1000美元的价格出售,并希望它能很快投放市场。 早在2016年,一名高中生设计了一款能实时跟踪以及监控帕金森病症状的3D打印智能戒指。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 10:57:04

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针对癌症研究的活体生物组织3D打印

坐落于加拿大不列颠哥伦比亚省的奥肯那根山谷中部的研究中心的不列颠哥伦比亚大学(UBC)Okanagan校区,还是位居全球前20名的公立大学,之前UBC Okanagan就已经有了大量具有创新性的3D打印研究,而这其中大部分的研究都集中在了生物医学领域当中。 来自该这所高校的工程学院和化学系的研究员正在研究一种新的3D打印方法,用于生产活体生物组织,这将有朝一日成为癌症研究和组织替代的重要工具。 助理工程教授Keekyoung Kim解释说:“生物医学工程的最终目标之一是重新创造可行的、健康的、活的组织。这些应用令人震惊,可能帮助患有严重烧伤或器官衰竭等疾病的患者和用于研究癌症等疾病的研究员提供人造组织。” Kim的团队开发了一种新的方法,称为直接激光生物打印(DLBP),借助廉价的激光二极管将水凝胶固化成复杂的交联平台。 这套系统成功地以比目前其他方法可能更精细的分辨率3D打印人造组织,并能够以95%的有效性支持活的健康细胞。这些工程组织足够强大,可以为活细胞提供活体结构,甚至可以茁壮成长。 研究员发表了一篇关于他们工作的论文,题为“一种用于快速细胞封装和微孔制造的新型直接激光生物打印系统”,并发表在Advanced Healthcare Materials杂志上。合著者包括UBC Okanagan研究生Zongje Wang和Xian Jin、Zhenlin Tian,化学教授Frederic Menard,工程教授Jonathan Holzman和Kim。 论文摘要写道:“这项工作中引入了直接激光生物打印(DLBP)系统。使用光引发剂VA-086,DLBP系统在405nm的波长应用可见激光诱导的光交联。结果表明,这样的系统可以制造具有良好特征(小于50μm)和高细胞活力(大于95%)的垂直结构。提出了实验特征和理论模拟,并且在实验和理论之间看到了很好的一致性。DLBP系统被用于制造(1)载有细胞的水凝胶微细丝、(2)水凝胶微孔,以及(3)细胞包封的测试和(4)细胞接种。DLBP系统被认为是一种很有前途的生物打印工具。” 关于3D打印组织已经做了大量的研究,Kim表示这种工作很重要,因为研究人员对在三维空间生长癌细胞的生物模型的需求非常高。他还表示,活细胞,就像他团队工作中的那种,对于只能在3D环境中看到的生物、化学和机械条件非常敏感。 “这些研究结果显示了组织工程和医学研究的光明未来。我们已经在研究将这项技术应用于癌症研究,”Kim说。 这份研究是UBC Okanagan工程学院和化学系交叉学科项目的一部分,并得到加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)和加拿大创新基金会发现基金的支持。Holzman说,这种类型的研究“完全适合于跨学科研究”。 Holzman说:“生物组织打印将生物学、化学和微型制造方面的知识应用于健康科学。我认为我们最近在生物组织打印方面的成功来自我们团队的多学科性质。” UBC Okanagan团队测试了他们的3D打印人造组织是否能够通过构建一种模式来为健康的活细胞提供适当的支持,正如该研究小组所言,“封装了一种常用的乳腺癌细胞系”。 Kim解释说:“具有非常好的细胞特征和高细胞活性的组织模式,充分证明我们的系统具有创建功能性工程组织的真正潜力。我为能为生物医学研究带来什么感到兴奋。” (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 10:40:32

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生物3D打印脑结构对神经退行性疾病的研究治疗

来自英国曼彻斯特大学的科学家正在致力于探索用生物3D打印技术来辅助治疗神经退行性疾病,比方说阿尔茨海默病(AD,也就是老年痴呆)。生物3D打印技术能够用来创建出神经血管单位(NVU)的模型和结构。 科学家在大脑中发现,NVU是由血管和神经部分组成的复杂系统。这两种成分之间的交流是维持大脑健康的重要组成部分,NVU在为大脑提供营养和氧气方面起着关键作用。同时,它还可以作为有害有毒化合物的去除系统,确保大脑保持健康和功能。 当NVU运行不平稳时,可能会导致某些神经退行性疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病和中风。 为了研究NVU功能障碍期间发生的情况并更好地了解如何治疗神经退行性病症,曼彻斯特大学的研究人员正在开发生物3D打印的NVU模型,模拟细胞与NVU不同部分之间的相互作用。 目前,科学家正在使用动物模型进行研究,但是研究和使用由人类细胞制成的NVU模型的能力将是有利的。由于生物打印技术和组织工程的进步,这种可能性变得越来越可行。 生物打印技术能够将嵌入不同细胞类型的水凝胶材料沉积到给定的结构中。“例如,内皮细胞可以模仿血管单元的微血管模式打印,而神经元和神经胶质细胞可以作为互相连接的部分沉积以制造神经组件,”Medical physysicsweb撰稿人Cosimo Ligorio解释说。“而且,这两个组件可以通过简单地将它们打印为两个连续层来模拟神经血管相互作用进行交互。” 这些生物3D打印模型可以通过调整所使用的生物链材料进行精细调整,以匹配真正NVU的机械和生物化学成分。这些生物油墨可以在刚度、孔隙率、化学成分等方面有所不同。所有这些变化都可以通过打印具有固有特性的天然或合成材料来确定。 最终,开发的生物3D打印的NVU模型可以使研究人员能够更大规模和更深入地研究神经退行性疾病,并且可能是寻找治疗的关键步骤。 ,曼彻斯特大学研究团队已经把相应的研究结果发表在“生物技术趋势”杂志上。研究人员Geoffrey Potjewyd和Sam Moxon撰写了这篇论文。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 10:11:54

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给3D打印爆炸物研究提供200万美元资助的澳大利亚

作为一家位于澳大利亚的国防科学技术组织(DST)是一家公共资助的研发机构,是专门来研究能量物质的。现在这个组织已经开始研究3D打印爆炸物、推进器以及烟火的可行性。这项研究若是顺利完成或将催生“先进武器系统”的出现。 根据经验,您的3D打印件在离开打印台时不应该爆炸。如果是这样,请向您的打印机和材料供应商寻求帮助。 然而,有时候,3D打印可以用来制造可以爆炸的东西,例如爆炸物、推进剂和烟火。一项新的联合研究工作可能即将在这方面取得重大进展。 澳大利亚国防科学技术组织(DST)与维多利亚国防研究公司DefendTex、皇家墨尔本理工学院、弗林德斯大学和克兰菲尔德大学达成合作,共同探索爆炸性材料的3D打印。 国防工业部长Christopher Pyne于昨日宣布了这一消息,并认为这项研究工作可为军方带来巨大利益,在改善系统的同时降低成本并改善物流。 “这项研究可能会导致先进武器系统的生产,这些系统可以根据独特的性能和目的进行量身定制,”Pyne说。“它还应该为澳大利亚工业提供更广泛的获取途径和更高效、更环保的制造机会,为国防和工业建设等行业提供显著的成本节约和竞争优势。” 由于合作研究中心(CRC)计划,两年内将投入260万美元(200万美元)以进行3D打印的研究。 Pyne补充说,3D打印研究的结果可能具有“深远的民用和国防应用,并有助于开发澳大利亚工业中的制造技术的关键专业知识。” (来自OFweek3D打印网)

2018-11-19 10:04:37

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介电陶瓷因3D打印而不用再烧结

作为很早就开始制作陶瓷的中国而言,其中烧制是不可或缺的重要环节,不过一些研究员已经描述了他们是怎么凭借3D打印来创建出介电陶瓷部件(又被称为电介质陶瓷),同时还避开了一般情况下都要进行的烧结阶段。 粉末床熔合是陶瓷添加剂制造的唯一单步工艺。研究人员专注于材料挤出。他们通过将水溶性材料钼酸锂(Li2MoO4)与水混合来制造3D可印刷浆料。“钼酸锂(Li2MoO4)是一种无毒的介电陶瓷材料,已经研究用于抑制腐蚀和湿度传感应用,和用于改进形式的锂离子电池的阳极材料,以及甲烷氧化催化剂。“研究人员解释说。 “对于微波器件,Li2MoO4是有意义的,因为除了540°C的低温度烧结之外,它还具有有利的低介电损耗。但是,Li2MoO4是水溶性的,可以在低至室温的温度下制造元件。“ 在这种称为室温制造或RTF的方法中,钼酸锂粉末用水润湿,并且材料的部分溶解形成水相,这有助于在压缩过程中颗粒堆积和致密化并避免收缩。溶解的钼酸锂在干燥过程中由于水分蒸发而重结晶,可通过热处理加速。因为不需要烧结,所以不会形成额外的变相或热膨胀不均导致模型变形。 一旦形成固体陶瓷颗粒和饱和水相的粘性混合物,就可以使用低成本注射器式3D打印机打印样品盘。样品印刷有光滑表面,浆料成功挤出。 “由于挤出压力,毛细管力和溶解的Li 2 MoO 4的重结晶,在印刷和干燥浆料期间发生印刷部件的固结和致密化。研究人员表示,通过在120°C加热可确保完全干燥后。 “微观结构显示印刷层没有分层。获得了相对高的密度和良好的介电性能,特别是当考虑不使用烧结和仅来自挤出的压力时。预计这种方法对于类似的陶瓷和陶瓷复合材料是可行的。“ (来自中国3D打印网)

2018-11-19 09:41:50

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3D打印能解决各种“翻车”状况频现的北约军演

自古以来寒冷的天气对各国的军队产生一定的影响。哪怕是19世纪沉重打击了当时的反法联盟并建立法兰西共和国之后更是建立帝国维护了法国大革命带来的成果的拿破仑,还是先后参加了两次世界大战的希特勒最终的失败都和严寒有关。就算是当今以美国为首拥有众多先进装备的北约(“北大西洋公约组织”的简称)也没能例外。此前作为北约****的斯托尔滕贝格,在提到刚刚结束没多久的北约“三叉戟接点2018”军事演习时表示,由于许多军事设备因为严寒的缘故而出现了故障。他同样也表示,只要使用3D打印来制造备用件,不仅能更换零件,而且还免去了要从仓库搬运零件来更换的麻烦。这些问题都能迎刃而解。 在此前的三叉戟军演中,北约多国部队出现车辆打滑和翻车的故障。这是因为有些北约成员国准备得比较仓促,将一些没有防寒功能的装备拉上了训练场,所以闹出了不少笑话。比如美国的M1150突击车在行军中打滑冲到了沟里,英国和意大利的军用卡车都不同程度的发生翻车事故。应该说北约军队都明白欧洲的天气,应该有在寒冬条件下展开行动的经验,然而在这次军演中,其表现的确令人大跌眼镜。 严寒条件不仅考验着人员的意志力,还考验着装备技术。为此不少国家在寒区作战训练和装备上下了很大的功夫。比如美国非常重视提高士兵的抗冻能力,还专门成立了一个冬训司令部,让每名士兵都能够在-15度的低温环境中保持战斗力。这些受训的士兵不仅要掌握基本的滑雪技术,还要学会使用牲畜为自己运送作战装备。要是遇到特殊情况,士兵还可以放弃机动车辆,减少对装备的依赖。而且为了提高士兵的御寒能力,美军特地开发了一套“寒冷气候士兵服装系统”,这套服务系统共有7层,可保证士兵在-50度下的严寒天气中保持体温和战斗力。 跟美军一样,北约也有一套寒区大练兵的方法。比如荷兰军队为了避免在严寒天气下出现冻伤状况,特意给每名士兵配发了挖掘工具,用挖雪洞的方式进行露营,等到雪洞挖成后,可以点燃蜡烛提高温度。 相比较美军和北约,俄罗斯在武器装备方面的耐寒经验比较丰富。比如俄军北极部队所有武器都具备在-50度的低温中正常工作的能力,而俄罗斯的一些车辆装备在加装了防冻液和低温启动器后,可以在-30度以下的严寒中进行长距离拉练,按时完成机动任务。 这次北约面对寒冬中的车辆故障问题,提出了跟俄罗斯不同的3D打印零部件的建议。根据欧洲防务局的公告,他们早就开始研究3D打印技术的军事用途,好为老式武器“续命”。相比较传统机械加工技术,3D打印具有省原料,省成本,缩短制造周期等优点,这种技术不需要传统道具和夹具等多种加工工序,只需要一台设备就能快速造出任意复杂形状的零部件。战场上哪里缺零件,只要带着打印设备,就能在数十分钟内快速打印出来,立马恢复武器装备的战斗力,可以说3D打印实现了现场制造,快速补充作战消耗的目标,减轻了后勤保障压力。 在3D打印这一领域,美国和我们中国都走在了世界前列。美军已经打算利用3D打印技术进行零部件打印,以期改变战场零部件维修供应模式,而中国已经发展出了以钛合金构件为主的激光3D打击技术。相比较中美,欧洲还有许多顾虑,主要考虑到部署地条件复杂,无法控制3D打印设备。尽管如此,只要能解决武器故障问题,快速恢复战斗力,相信北约还是不会吝啬几个钱的。 (来自3D虎)

2018-11-19 09:18:10

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能生产出人造血管和器官组织的生物3D打印技术

一位名叫CU Boulder的攻城狮开发出了一种能够重现血管的复杂几何形状的3D打印技术,而且终有一天会用在生产人造动脉以及器官组织之上。 CU Boulder的3D打印方法允许对对象的坚固性进行局部控制。它具有细粒度,可编程的刚性控制,使研究人员能够模拟高度结构化但仍必须保持柔韧的复杂血管几何形状。 “我们的想法是在3D结构中加入独立的机械特性,以模拟人体的自然组织,”该研究的资深作者、CU Boulder的机械工程系副教授尹晓波说。 “这项技术使我们能够创建可以针对疾病模型进行定制的微结构,”尹晓波说。研究结果有朝一日可以为患有高血压和其他血管疾病的人提供更好,更个性化的治疗方法。 硬化的血管与心血管疾病有关,但是历史证明,为活动脉和组织置换设计解决方案具有挑战性。为了克服这些障碍,CU Boulder的研究人员发现了一种独特的方式来利用氧气在设置3D打印结构的最终形式中的作用。 “氧气通常是一件坏事,因为它导致不完全固化,”机械工程博士后研究员,该研究的第一作者丁永辉说。 “在这里,我们利用一层允许固定氧气渗透率的层。” 通过严格控制氧气迁移及其随后的光照,研究员可以自由地控制物体的哪些区域固化为更硬或更柔软 - 同时保持整体几何形状相同。 通过氧气抑制辅助立体光刻法对基质刚度和几何形状进行正交编程。数字投影立体光刻3D打印系统的示意图设置,其中水凝胶前体溶液通过UV暴露逐层固化。插图是3D打印的复杂对象的SEM图像。比例尺为500μm。 b氧抑制辅助打印的示意图,其中固化区物理地限制在固化区域和氧气抑制层之间。 c不同紫外线照射剂量下双键转化率的深度分布。氧气抑制层的厚度与曝光剂量的关系很弱,固化厚度也是如此。当剂量高于阈值时,双键转化率随剂量迅速增加。 d打印水牛徽标的明场光学图像,具有独立图案的刚度和几何形状(二元刚度但平坦的表面)。高光学对比度表明交联密度的强烈差异,因此表明刚度。比例尺为200μm。 e沿b中虚线的光学对比度(黑线)和几何(蓝线)变化的量化显示对比度(刚度)的明显差异,但特征高度变化很小(<1%) “这是一个深远的发展,朝着我们创造像健康细胞起作用的结构的目标迈出了令人鼓舞的第一步,”丁永辉说。 作为示范,研究人员3D打印出三个版本的简单结构:顶梁由两根杆支撑。结构在形状,尺寸和材料上是相同的,但是已经打印了杆刚度的三种变化:柔软/柔软,硬/软和硬/硬。较硬的杆支撑顶梁,而较软的杆允许其完全或部分塌陷。 研究员用一个中国小战士的身材重复了这一壮举,将它打印出来,使外层保持坚硬而内部保持柔软,可以说,让战士拥有坚韧的外表和温柔的内心。 桌面尺寸的3D打印机目前能够处理尺寸小至10微米的生物材料,或约为人类头发宽度的十分之一。研究人员乐观地认为,未来的研究将有助于进一步提高这种能力。 “挑战在于为化学反应创造一个更精细的尺度,”尹晓波说。“但我们看到了这项技术的巨大机遇,以及人造组织制造的潜力。” (来自3D虎)

2018-11-19 09:02:07

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抵御自然灾害的灵感源于甲虫的3D打印水泥浆

有关的研究员凭借对砂浆和混凝土等关键成分3D打印出了水泥浆,应用于建造基础设施的材料。而在自然界当中有些生物的结构在大自然的压力下变得更加坚韧,比方说甲虫和龙虾等节肢动物的壳。把这种生物结构和水泥浆相结合,这项技术最终就能在自然灾害发生的时候作为更具弹性的结构来让损失下降做出贡献。 若是材料的固有弱点实际上在房屋和建筑物在火烧和地震中被放大怎么办? Purdue Lyles土木工程学院的教授Jan Olek说:“大自然必须应对存在的弱点才能生存,因此我们正在利用水泥基材料的'内置'弱点来提高它们的韧性。 使用受节肢动物贝壳启发的设计来控制材料的印刷层之间的损坏如何蔓延,例如试图打破一堆未经烹煮的意大利面条而不是单一的面条。普渡大学土木工程教授Pablo Zavattieri表示节肢动物的外骨骼具有裂缝扩展和增韧机制,我们 可以用3D技术打印水泥浆来复制这一特性。 3D打印的水泥基材料 - 例如水泥浆,砂浆和混凝土 - 将使工程师能够更好地控制设计和性能,但技术性已经阻碍了它们的扩展。普渡工程师是第一个使用3D打印的工程师 使用水泥浆创建生物灵感结构,如已发表的论文和即将出版的期刊Advanced Materials.杂志。 “3D打印已经消除了为每种类型的设计创建模具的需要,因此我们可以实现以前无法实现的水泥基材料的这些独特属性,”Purdue材料工程教授Jeffrey Youngblood说。团队是还使用微CT扫描来更好地了解硬化的3D打印水泥基材料的行为,并利用它们的弱特性,例如在印刷层之间的“界面”处发现的孔区域,这促进了裂缝。 这一发现最近在第一届RILEM混凝土和数字制造国际会议上发表。 “3D打印水泥基材料可以控制它们的结构,这可以导致产生更多的损伤和耐伤性结构元素,如梁或柱,”普渡大学博士Mohamadreza“Reza”Moini说。 土木工程的候选人。团队最初受到螳螂虾的启发,螳螂虾通过扭曲的裂缝消除能量并防止球杆****,从而使其猎物与“dactyl club”附件相互抵抗。 团队使用3D打印技术设计和制造的一些生物成分水泥浆元素包括“蜂窝”,“兼容”和“Bouligand”设计,称为“架构”。这些架构中的每一个都允许3D打印的新行为 元素一旦变硬。 例如,Bouligand建筑利用薄弱的界面使材料更具抗裂性,而柔顺的建筑使水泥基元件像弹簧一样,即使它们是由脆性材料制成。 这支团队计划探索其他方法,可以设计水泥基元素来构建更具弹性的结构。该工作由国家科学基金会(Grant No. CMMI 1562927)资助。 (来自3D虎)

2018-11-19 08:49:42

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真正的无线充电——基于3D打印的手机激光充电系统

基于3D打印完成制造的激光手机充电器由美国华盛顿大学着手研发,这支团队针对的是能充电的电子设备开发出的无线电源,同时把安全因素也纳入了考虑范畴。 为了产生足够的电力给手机充电,充电激光需要发出稳定的2W能量。与家用灯泡相比,瓦数相对较低,但由于这个激光是裸露光束,任何人接触光束都可能造成危险。正因如此,该项目将安全放在设计这个系统的关键。 △华盛顿大学研发的无线手机激光充电器 这款设备由一个中央充电激光束组成,当它连接到移动电话背面的电池连接时产生电荷。中央充电激光束由四个低功率防护光束包围。当连接中断时,防护光束作为断路器,立即关闭中央光束,防止对障碍物或人造成任何伤害。防护光束能以光速的速度反射回发射器。 这款设备的早期原型中,3D打印对于激光充电器的内置安全系统至关重要。负责在手机和激光系统之间传递防护光束的后向反射器是用ABS自定义3D打印出来的。研究人员还为手机后部创建了一个散热垫,散发激光功率产生的多余热量。为了保护使用者免受散热器高温的影响,该团队还3D打印定制了ABS保护套,覆盖了一层绝缘胶带。 △跟硬币差不多大小的3D打印后向反射器 实验证明,使用激光器可以在4.3米(约14英尺)的距离内为手机充电。光束半径可从典型的15平方英寸扩大到100平方厘米,可以实现12米(近40英尺)的充电距离,提供充足的无线充电空间。 华盛顿大学另一个团队也一直在探索无线传输应用。此类研究还表明, 3D打印的传感器可用于火灾警报和可穿戴设备。 (来自3D打印世界)

2018-11-18 09:00:43

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工业级3D打印的王者非钛粉莫属

我们中国生产钛粉的方式是以硫酸法为主,在生产中产生的废气、废酸在通过多年的探索实践,国内大部分企业都已经把它进行综合利用,中国钛粉行业协会在十三五期间硫酸法生产钛粉坚持走清洁生产、循环经济之路,当然了我国想要让硫酸法生产达到国际先进水准,生产出有着极具中国特色的优质产品,还需要很长的创新之路要走;我国氯化法生产要追赶世界必须“创新”。我国钛粉行业的“引进多于原创”,虽然说是是创新,但是也仅仅只是模仿性创新,最终制造出来的产品在质量上并没有显著提高。尽管现在我国已经是世界钛粉生产大国,可是我国钛粉企业生产出来的产品基本还依旧处于中低端水平。 钛是制造业中的圣杯,因为这种金属不仅强韧、质轻、而且具有很好的生物相容性和耐腐蚀性。所以它非常适合用来制造航空航天零部件和医用植入物。如今的研究,可用于金属3D打印的高质量、低成本钛金属粉末已经成为现实。 有关机构专注于创新材料技术和能源解决方案的开发,他们的研究成果经常被用于美国宇航局或者其它高科技领域。据释说,钛粉决定着高品质3D打印的未来。“钛粉在3D打印技术中的应用具有巨大的潜力,可以节省制造商的材料和金钱。”他说,“大量制造高品质钛金属粉末被我们材料科学家称为气体雾化的圣杯。”实验室这项新工艺中最为关键的创新就是一种新型的熔融加热导管。它能够将融化温度提高至少100℃,从而更好地适应水冷清洁熔融技术。后者是融化铸造强韧耐用航空航天钛部件的必要手段。这种新型的“热喷嘴”可以实现高能耦合雾化器的精确喂送,从而实现精细钛金属粉末的高效生产。 金属3D打印正在许多重要的行业以惊人的速度发展,比如航空航天、汽车、医疗等都已经将该技术列为制造零部件的常规手段。但是这项技术的发展目前仍受到一些因素的限制,其中最主要的一点就是可用的金属粉末材料价格较高而且种类较少。不过这种情况可能很快就会发生改变,因为之前实验室利用新技术成功实现的高质量经济型钛金属粉末材料即将商业化大规模生产。 3D打印机一次可以同时打印200多颗形状各异的假牙,只需8小时就可完工。现在每月根据顾客需要打印约三四千颗假牙(其中有部分是牙科诊所购买设备后自行打印,另有部分为接受牙科诊所订单完成打印)。我们只需要扫描一下口腔即可得到假牙的精准数据,然后就可以用3D 打印机为患者打印一颗独一无二、恰到好处的假牙。每颗假牙的打印成本在12至15英镑(折合人民币150元)之间。认为,相比传统假牙订制,3D打印订制假牙速度更快、价格更便宜。 我国3D打印技术才刚刚起步,目前在一些高新区在以钛为主稀有金属新材料产业集群已经形成,希望在不远的将来,金属3D打印将有更广阔的发展。

2018-11-18 09:00:37

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含量高达75%石墨烯的3D打印油墨被科学家开发出来

一种石墨烯含量较高的能3D打印油墨(石墨烯含量高达60%)被来自美国西北大学的一队科学家开发完成,最终实现了3D打印石墨烯结构带来的突破性成果。毕竟3D打印石墨烯结构,足以称得上是当今全球3D打印科研领域的圣杯。就目前情况而言,科学家们正在向这座圣杯慢慢靠近着。同样还有一支研究队伍在Ramille Shah的领导下,进一步改进了石墨烯3D打印油墨,让它的石墨烯含量(以体积计算)从60%大幅提升至75%。 所谓石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的二维材料:它是有史以来最薄的材料,只有一个碳原子厚度;也是有史以来最强的材料,强度是一般结构钢的200倍。石墨烯的导电性优于铜,热传导性优于已知的所有材料。石墨烯几乎是完全透明的,但结构非常致密,即使是最小的氦原子都不能穿过它。而且它与人类细胞组织相容。 可以这么说,Shah教授和她的团队所得到的这种油墨,是迄今为止石墨烯含量最高的一种3D打印材料(在Shah教授之前的纪录大约是20%)。这意味着石墨烯独特的电气和机械性能将很快被投入应用。更为重要的是,这种油墨除石墨烯之外的部分主要包括一种具有生物相容性的可降解聚酯(PLG)材料,科学家们称,这使得该油墨能够灵活和安全地用于医疗应用。 这支研究团队在西北大学生物纳米技术研究所的材料科学和工程助理教授Ramille Shah和她的博士后研究生Adam Jakus,捕获到了某个了不起的东西。“人们之前曾经尝试过3D打印石墨烯。但其中石墨烯的比例不到20%体积,实际上大部分都是高分子复合材料。”Shah在美国西北大学的网站上解释道。这意味着这些材料根本不具备石墨烯的属性,而且在使用中脆而易碎。虽然你可能会认为60-70%的石墨烯含量仍然没有达到100%,但是实际上它已经具备所有您所需要的属性,而剩余的材料只是为了保证其柔韧性和稳定性。 该3D打印石墨烯油墨的秘密是:石墨烯被嵌入到微观薄片中。这使得油墨具有高粘度,而挤出过程会重新排列所有薄片,从而形成具备石墨烯所有特征的一根长线。该石墨烯油墨的3D打印解析度可以达到100微米以下(打印速度40毫米/秒)。 “这是一种液体油墨。”Shah说。“该油墨被挤出后,其中的一种溶剂会马上蒸发,导致结构几乎瞬间固化。其它溶剂的存在,以及与特定聚合物粘合剂的相互作用对于实现结构的柔性和其他性能作用非常大。因为它拥有稳固的形状,所以我们才能够打造更大的、更为清晰的对象。”Shah关于这种油墨的最新论文《3D打印高含量石墨烯支架以用于电子与生物医学应用(Three-dimensional printing of high-content graphene scaffolds for electronic and biomedical applications)》被《ACS Nano》杂志作为封面文章刊出。 更重要的是,可以通过改变石墨烯和聚合物的比例来调整该材料的弹性。根据标准配方该材料可以被拉长81%,而且如果减少石墨烯的比例的话还能够继续拉长(虽然这意味着要失去一些石墨烯属性)。这意味着,该油墨具有广泛的应用范围。 到目前为止,关于该3D打印石墨烯油墨的生物医学实验相当成功。在进行测试时,她的团队往石墨烯打印的支架上注入了干细胞,最终的结果相当出色。首先,细胞存活了下来,然后继续****、增殖并转化成类似神经元的细胞。“要知道我们并没有附加任何生长因子或信号,而这是人们诱导分化类神经元细胞常用的方式。”Shah说。“如果我们只使用一种材料就能达到此种效果,而不需要其它更昂贵复杂的药物,那毫无疑问是一种进步。” 研究人员也设想它们可以制成传感器、植入物和其他结构。“细胞本身就具有导电性——尤其是神经元。所以,如果它们在一个能够帮助传导电信号的基板上,就能够在更宽的距离内沟通。”Shah补充说。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-18 09:00:14

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斥巨资研发纳米3D打印的爱尔兰政府

在2016年年初爱尔兰政府就宣布了一项总额达到了2880万欧元的投资计划,这项计划将是投向21项下一代的科学技术,而且其中主要的目标对象之一就有纳米3D打印技术。这笔巨额资金将用于打造研究设施和采购设备,其目的主要是创造新型就业机会。 这项计划是爱尔兰就业部(Irish Ministry for Jobs)宣布的,由爱尔兰科学基金会指导。就业部部长Richard Burton和研究、创新和技能部部长Damien English介绍了该项投资计划的细节,并称,政府将从各个领域中挑选出21个示范研究项目予以支持。 部长们补充说,这个投资计划的目标是确保爱尔兰的科学家们继续保持国际竞争力,并使其能够使用现代化的设备和设施,这将有助于他们获得来自外部,比如企业和欧盟等,的资金或者资源。就业部长Richard Burton进一步高速记者称,就业也是这一措施的一个关键目标。“我们一再明确的一点是,如果我们要提供所需要的就业增长,全国范围内的研究和创新必须加速。”他说。 那么什么样的部门将被惠及?他们选择支持的项目范围相当广泛,包括了应用的地理科学、制药、生物银行、海洋可再生能源、物联网、天文学、大数据,当然还包括3D打印技术。具体来说,他们正在寻求开发3D打印纳米材料,并着眼于与其相关的一系列应用,比如3D打印(智能)植入物等。 总而言之,爱尔兰也已经开始寻求在全球科学市场中占据一席之地,预计下一代3D打印技术将从中获益。“爱尔兰正日益成为跨国公司开发和测试明天的技术的可选目的地,这项投资展示了我们的承诺。”爱尔兰科学基金会总干事Mark Ferguson教授称:“最终,这将为处于战略领域的爱尔兰研究人员提供有力的工具以帮助他们在世界上获得领先地位。”

2018-11-18 09:00:07

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生物3D打印刮起一场医疗革命的风暴

徐弢博士在接受记者采访之前,才刚刚从远途出差归来。他的办公室位于我国广东省广州市的科学城,他的办公室内不仅光线明亮,而且窗外更是一片绿意,一只黑色的电脑包随意地放在办公桌旁边的地上。 这位细胞打印美国专利的所有者,曾打印出一只动物心脏。他以第一作者身份发表了世界上首篇学术性细胞打印论文,其首创的器官打印技术被美国《Business2.0》杂志评为“二十一世纪改变世界的六大技术之一”。2001年徐弢赴美留学,2009年回国。 一张硬脑膜补片的商业化之路 大脑脑膜受损,用一张类似膏药的膜贴上,细胞自然爬升覆盖,最终受损处愈合,所贴的膜在“功成身就”后自然降解。 这张神奇的“膏药”是生物3D打印生产的硬脑(脊)膜补片(商品名为“睿膜”),由他们自主研发,是我国首款获得中国食品药品监督管理总局(CFDA)批准的生物3D打印产品。 相对于传统技术生产的同类产品,生物3D打印生产的硬脑(脊)膜补片因高度模拟自体脑膜的ECM(细胞外基质)微观结构,不仅能快速促进自体细胞及血管定向、有序地生长爬行,而且无任何化学残留、发热及病毒传染的风险,一年后最终降解成水和二氧化碳。 世界范围内使用睿膜的患者已有数万例,其中中国一万余例。徐弢告诉《第一财经日报》记者,包括强生、美敦力等公司十几年前就开始生产脑膜补片,占据大量的市场份额,而新生面孔睿膜之所以能切入这个市场,是因为现有脑膜补片产品多为动物材料,而动物源的胶原蛋白类存在吸收过快、有发热风险等缺陷,日本甚至发生过一百多名患者因使用动物材料的脑膜补片而感染疯牛病的事件。睿膜所使用的合成材料则避免了这些问题。“睿膜刚好适应了此类产品升级换代的需要。”徐弢说。 现在听来似乎睿膜的横空出世十分顺利,实则不然。长达五六年的研发周期不谈,睿膜面世后的推广也历经困难。徐弢的搭档袁玉宇回忆,他们第一次去国外参加全球最大、规格最高的医疗器械展,因产品仅仅用塑料袋装着,他们一度被人误认为是骗子。5天飞5个国家去面见代理商的“空中飞人”日子也没少体验。 睿膜比动物材料的产品贵大概10%~20%。徐弢认为,对植入式医疗产品来说,其实价格并不那么敏感,人们会因为质量好而使用而并非因为便宜才使用。因此睿膜走出国门并未自掉身价,其定价与主要竞争对手强生公司的价格是差不多的。 睿膜目前已经拿到欧洲、中国、韩国等地的相关认证,目前正在做美国的认证。徐弢透露,一家业内排名非常靠前的美国公司已表示希望和他们在美国进行全面合作的意向。 生物3D打印进化论 生物3D打印最早出现在上世纪90年代,最初是打印一些医学模型,另外在牙科手术导板等方面有广泛应用。过去20年,生物3D打印的生物材料越来越丰富,涉及金属、陶瓷、高分子甚至细胞等具有生命活性的物质,创新应用也层出不穷。 国际生物制造学会主席、国家千人计划学者孙伟教授以及清华大学生物制造创新团队将生物3D打印技术按使用的生物材料的生物性能和产生时间分为四个层次: 一是制作帮助医生进行手术分析的原型,这是用无生物相容性要求的材料制成的,应用包括3D打印医疗模型以及手术导板。橱窗里陈列的数个3D打印的人脑模型就是此类产品,这些逼真的模型是根据医院提供的数据经处理转化为三维数据后并打印出来的,可以帮助医生制定精确的手术计划。 二是采用生物相容性好、非降解的材料制作永久植入体,最常用于骨等硬组织移植物,但这类材料呈惰性,与人体组织不发生反应。 三是采用具有生物相容性且可以降解的材料制作组织工程支架,并且植入支架可激活人体自主的修复机制,达到一定程度的组织再生修复目的,如睿膜。 四是采用活性细胞、细胞外基质、生长因子等,模拟人体组织的天然结构,进行可控有序组装,制作具有生命功能的体外仿生三维生物结构体,应用包括再生医学中人体组织器官的替代修复,以及药物筛选中细胞组织药理模型等。这种层次即细胞及器官3D打印,是现代意义上的生物3D打印。 3D打印也是许多资本争相追逐的领域。根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2014》数据,2013年全球3D打印销售收入达30.7亿美元,其中生物3D领域的应用占13.7%,复合平均增长率为34.9%。Wohlers公司预计,未来3D打印产业将继续保持两位数的增长速度,到2020年将达到210亿美元的市场规模,其中生物3D打印增长势头更为强劲。 生物3D打印的标准化产品最早是2007年由意大利公司开发出来的髋臼杯,该产品模拟骨小梁的微观结构,便于骨组织的长入。大部分生物3D打印的标准化产品都集中在骨科领域。 徐弢解释,骨头的常见替代材料是钛合金,为使其与人体骨头更匹配,就需要降低钛合金的强度,就要在上面打一些孔使其成为蜂窝状,使用传统的制造方法既耗时长成本又高,而3D打印则可以很好地解决这个问题。 还有一块意义重大的领域是细胞打印。这也是徐弢此前重点研究的领域。目前,世界上已有公司利用细胞打印的技术打印出肝脏、肾脏等用作药物试验。对于此,徐弢表示,细胞打印的组织修复产品,虽然技术局部取得突破,但目前各国都未有相关的注册法规,对产品的评价还存在巨大挑战,产业化应用目前还未见报道,预计产业化应用要15年甚至更长的时间。 根据美国器官资源共享网络(UNOS)公布的数据,目前美国每天有超过11万人等待器官移植,而捐赠人数只有0.7万人;全世界大约每1.5小时就有一名需要进行器官移植的病人因等待而死亡。据估算,中国每年对组织器官修复及移植的需求将超过1000万例,现有市场规模超过1000亿元人民币。 是否可以利用3D生物打印技术打印出器官以缓解供体缺乏难题?徐弢说,理论上是可以的,但还需要很长的时间才能转化成实际应用。以打印心脏为例,心脏是人体最复杂的器官之一,打印器官理论上需要把动物心脏细胞,如心肌细胞、纤维细胞和血管细胞准备培养好,经过3D打印机喷涂,为了保持细胞活性,还要准备特殊的培养器,提供氧气、控制温度和合适的酸碱度,保证细胞存活。因此,上面所说的步骤只是从理论上来讲,现实中涉及到细胞的选择、材料的选择和生物因子的选择,每一个都是大课题。 然而,一旦这个方向有所突破,实现细胞打印对活体组织及器官的再造,将是人类现代医学历史上的划时代成果,引领一场医疗革命。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-18 09:00:00

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轻便型四脚机器人诞生于日本东京工业大学

作为来自日本东京工业大学的远藤玄副教授等的研究团队之前曾开发出了一款能够搬运重物的轻便型四角机器人。其关节部位的钢丝是采用的化学纤维,并且实现了机器的轻便化和高功率,和同样重量的机器人比起来达到了大约3倍的输出功率。不但可以在房屋坍塌的受灾现场等崎岖不平的路面上行走自如,而且还能帮助搬运救援物资以及现场搜救。 新开发的机器人为四脚结构,宽22厘米,长55厘米,高30厘米,重不足6公斤,便于携带,机器人可运输约5公斤重的物品。机器人的四只脚如蜘蛛脚一般活动,在崎岖路面也能自由行进和上下台阶。 在机器的马达动力传输的部分,即相当于人体肌肉部分的材料上,研究团队从以往的不锈钢钢丝更换成聚乙烯制的特殊化学纤维,通过缠于关节附近的支柱上,可保持纤维最合适的张力,最大限度利用马达动力来活动关节。 机器人脚部采用轻型碳素,构造复杂、加工困难的零件采用3D打印的方式,使其更为轻便。机器人每公斤的输出功率为144瓦,为传统机型的3倍。制造成本约200万日元(按目前汇率约合人民币12.25万元),为传统四脚机器人成本的5分之1。 在平地行驶试验中,该机器人每秒可行进1.4米,达到一般人的步行速度。同时,机器人重心较低,行驶平稳,不易翻倒。 在开发行走机器人时,如果想定在崎岖路面上,使用履带可扩大活动范围,比两脚机器人行驶更为稳定。但由于四脚机器人需要使用更多关节,存在笨重、移动速度缓慢、成本高的问题。 而新开发的机器人由于更加轻便,在受灾现场行进时不易损坏,也更易行驶。其高功率也适用于物资运输。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-17 09:26:32

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3D打印出能检测癌症的手机壳

如今,由于种种原因智能手机的更新换代速度是其他电子产品远远比不上的。手机的品牌更是种类繁多,自然相对应的手机壳更是数不胜数。曾经在一份名为“自然通讯”杂志上发表的一项研究表明,利用3D打印而成的手机壳能够检测出和癌症相关的基因突变。凭借相对简单的显微镜连接至手机上,研究员就可以用和传统癌症筛查相同的准确度检测癌性肿瘤。这项技术不但有着成本效益,而且还能在远离实验室的偏僻地区来帮助医生对癌症患者进行检测基因分型。 这项题为“使用手机显微镜进行靶向DNA测序和原位突变分析”的研究是使用3D打印和智能手机进行科学实践的新一代创新。根据这一趋势,该研究共同作者斯德哥尔摩大学的Mats Nilsson教授解释说,“人们可以使用非常简单的成像设备记录DNA测序反应,如手机。” 当前,通过将分子诊断添加到在手机上可用的应用范围中,这项发明可以允许在该学科中从未见过的现场工作,包括在偏远位置检测突变、病毒或细菌。 该设备非常简单,显微镜里装有两个电池供电的激光器和一个白色LED灯,允许检测不同的荧光团和明场成像。移动电话的基本相机镜头与外部镜头耦合,它们一起提供约2.6倍的放大率。最后,3D打印显微镜平台可以在多个方向查看样品载玻片。 通过成像六结肠癌肿瘤样本,发现技术匹配的传统基因组测序的结果100%相同,这基本上是一个完美的分数。 突破性的设备是专门针对低资源医疗环境而设计的。作为加利福尼亚大学洛杉矶分校的合作者Aydogan Ozcan指出,突变分析和DNA测序是用于临床科学的奇妙装置,但是它们受限于实验室规模,并且显然无法分散到资源贫乏或资源有限的环境。 然而,使用这个设备,研究人员改变了这一现状。如果使用它,高级诊断工具可以在不太远的将来适用于偏远地区医院。据Ozcan称,该团队将继续努力使该技术具有成本效益和更易于使用。 未来的应用还可以包括结核病菌的测试。Nilsson相信研究团队可以检查抗生素抗性基因的突变,然后做一个简单的测试,以预测哪种抗生素在治疗结核病患者方面是有效的。 实际上,设备的扩展和使用在理论上是无限的。该平台甚至可以在病毒爆发期间在偏远地区使用。“您可以向专家远程呈现分析的数据,然后可以立即反馈给用户。”Nilsson补充说。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-17 09:22:39

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被誉为家居界核武的大尺寸3D打印机

时至今日,3D打印技术随着科技的发展不断进步,已经从高高在上的专业领域进入大众的日常生活当中。比方说在家具行业上的应用,早就已经是众所周知的事情了,不管是个人应用还是企业用3D打印家具用品的例子,在国内外可以说是比比皆是。 3D打印可实现快速生产制造,这无疑是为3D打印应用家具行业提供了基础。在近几年来,传统行业不转型就等于倒闭关门的状态,所以许多传统行业纷纷走向转型之路,大多数传统制造行业伸向3D打印这块沃土来引领转型变革。无一例外,传统家具行业原有的生产制造模式遭受冲击,而如今的3D打印能快速生产,缩短产品开发周期,甚至解决了家具行业传统工艺无法解决的样式,弥补了传统家具行业开发生产模式的不足。 3D打印复古家具产品 家具行业生产的产品,相较于桌子、椅子这类的大型产品,在应用3D打印机打印这类的产品,必然需要大尺寸3D打印机作为支持。然而,目前文搏智能所研发的四大系列3D打印机中,工业级3D打印机正能适用于家具生产制造,无论是对快速度的追求,还是对大尺寸的要求,其工业级3D打印机有比桌面级3D打印机8倍、甚至30倍的成型速度,如大藏龙/超级藏龙3D打印机。或许这更多的是满足家庭式的家具用品。 超级藏龙3D打印机应用 而对商用式的更高速、尺寸更大的比桌面级3D打印机30倍以上的成型速度,比如超级卧虎和超级藏龙3D打印机,超级藏龙3D打印机的打印尺寸915x610x1220mm,可想而知,家具中的大型桌椅利用这样大尺寸3D打印机打印,至少节省80%以上研发费用以及缩短60%以上开发周期。在风口浪尖上的今天,泰丰源、金萝卜及明尚家居等家具行业早已成为文搏智能的客户。 如果仅仅只是看到3D打印机能快速打印家具产品这样的优势,就过于片面了,相对于传统家具行业而言,3D打印家具产品还能实现产品的个性化定制,这对于未来的家具制造商将不再需要设计千篇一律、缺乏新意的产品,而是由客户提供自行设计的产品图,即可打印出个性化家具产品。从一定意义上而言,3D打印应用家具行业的生产制造也能减少资源的浪费,例如能减少木材的砍伐,3D打印材料的生产研发相较于树木的成材时间,更容易获取,从而实现资源的可再生循环和绿色环保。 3D打印水晶桌椅 3D打印家具产品打破传统意义上的家具定义,桌子不局限于桌子,可以拆装成椅子,或者柜子,它仅是家具模块化的构件。有点类似与拼图游戏,却又没有固定的图形标准,客户可以充分发挥想象力,根据需求拼接成各式各样的家具用品,或是天马行空的造型也能成为现实。 3D打印对家具行业而言,将是转型变革道路上的一道救命草。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-17 09:16:33

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3D打印技术+发光蛋白设计出低成本设备屏幕

在现代社会,几乎每个人都会拥有至少两个亦或是三个带有屏幕的设备。而大部分带有的屏幕是使用液晶显示(LCD)屏幕,究其缘由是因为它们使用的是无机白色发光二极管(LED),比方说电视、智能手机、平板电脑。尽管LED屏幕是节能的,并提供高品质的图像。可是要用于创建其他组件的液晶屏使用的是昂贵的彩色滤光片,不容易回收。这些显示器也有着有限的亮度以及对比度水平。不过,来自德国与西班牙的科学团队和FAU针对这项挑战已经制定了应对方案。 研究团队在FAU的新兴领域计划(EFI)的支持下,设计了一个新的、更便宜的屏幕,它由天然元素:发光蛋白的生态杂交材料制成。这些蛋白质可用于彩色滤光片和背光系统,并采用3D打印,降低生产成本和保护生态。蛋白质用于新显示器的两个部分,其中第一个是背光。蛋白质使用于Bio-LED,其特征在于白光,具有彩色发光蛋白。该技术可以有效地的替代传统上用于LED显示器中稀有的、更昂贵的无机磷。 负责领导科学家团队的RubénD. Costa说:“蛋白质的发光量子产率超过75%,能够保证高效率。此外,它们具有低发射带宽(30至50nm),确保高颜色质量和降解不产生显着的颜色变化。 发表在“Advanced Functional Materials”杂志上的论文中描述了由发光蛋白(滤色器)增强的第二显示组件的细节。使用SLA 3D打印技术,发光蛋白存储在具有测微分辨率的聚合物基质中,其允许它们保持其发光和稳定性。科学界最近开始开发一种新型的LED,特别是白色混合发光二极管(WHLED)。这些看起来对于可持续的白光源是一个坚实的解决方案,因为它们是无毒的和低成本的。 该论文彻底解释了该过程,研究人员能够使用3D打印控制这些蛋白质的位置,描述了设计微结构单层涂层的直接方法,他们使用立体光刻以绘制蛋白质。它们的包装制造过程包括:在形成橡胶状材料之前制备凝胶,因此在将凝胶绘制成不同的微图案形式期间,精确地放置蛋白质格栅。它们进一步作为单层转换涂层用于制备Bio-WHLED。 Costa说,“这种滤色片满足了在市场上需要的质量标准,是改善当前正在使用的对比度和亮度的显示器的必要要求。这种新材料将允许开发用于电视和移动电话的节能生物显示器,具有低生产成本、高图像质量和生态可持续性。此外,这些过滤器不是刚性的,允许它们用于柔性和轻的装置中。” 白色生物混合发光二极管的微图案转换涂层在这里可以找到,论文作者包括Lukas Niklaus、Samira Tansaz、Haider Dakhil、Katharina T. Weber、MarlenePr?schel、Martina Lang、Monika Kostrzewa、Pedro B.Coto、Rainer Detsch、Uwe Sonnewald、Andreas Wierschem、Aldo R. Boccaccini和RubénD. Costa。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-17 09:10:26

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3D打印改善传导性耳聋患者的听小骨假体

一项创新技术被由来自美国马里兰大学医学院(UMSOM)的研究员对外公布了,即和怎么样用3D打印技术来给受损的中耳部分创建准确的个性化定制假体替代品有关,且主要用在改善听力损伤患者的治疗上。 听力部分是通过将振动从耳鼓传递到作为听觉感官的耳蜗来实现,这些振动通过中耳内的三个听小骨传递。当听小骨由于身体创伤或细菌感染等原因损伤时,会导致听小骨传导性耳聋。假体可以用来恢复中耳的连续性,但是由于目前的假体植入物通常由陶瓷杯和不锈钢支柱制成,并且不合适,因此使用手术重建治疗传导性耳聋的成功率很低。Hirsch博士和他的团队使用3D打印技术为传导性耳聋患者创建了定制假体。 因听小骨异常而导致的传导性耳聋是由许多原因引起的,包括创伤、感染、胆脂瘤、手术和先天性异常。听骨链的手术重建是修复听骨链缺损的成熟方法,但仍然存在高失败率风险。潜在的疾病和合适的假体尺寸是导致部件失败的两大挑战。3D打印已经成功地解决了许多医疗假肢问题。定制3D打印个性化的小骨假体将是一种潜在的解决方法,用于在病理中耳所遇到的普遍性解剖学变异,并且可以通过增加匹配度降低手术后的假体置换率,同时减少手术时间。 这支团队在使用CT扫描仪从三具尸体中获取中耳骨骼的成像数据。用仿造的创新套件软件设计定制假体,然后用树脂材料通过Formlabs Form 2 SLA 3D打印机打印出来。最后由4名外科医生成功将假体模型与正确的中耳部分相匹配(四名外科医生对小骨假体设计毫不知情)。按照Hirsch所说,这种随机发生的概率大约是1/296,这项研究突出了3D打印的核心优势-能够非常准确地将组织结构空间关系复制到亚毫米级。 △3D打印的假体植入物 中耳匹配的问题已得到暂时性解决,该团队接下来将专注于使用生物兼容材料制作定制假体,以及将3D打印假体与干细胞结合在一起。 (来自天工社)

2018-11-17 09:08:47

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以色列开发针对药物的3D打印技术

来自位于耶路撒冷的希伯来大学的研究员之前曾公布了其3D打印胶囊药物的最新技术,这项技术的出现让原本常规制造技术没有办法做到的药物定制化以及个性化有了希望。 在耶路撒冷举行的第二届3D打印与技术前瞻会议上,该大学3D功能打印中心负责人什洛莫·马格达西教授和该大学药物研究所研究员奥夫拉·本尼博士介绍了他们的尖端技术。此次会议吸引了全球各行业的3D打印专家。 这项新技术能够利用水凝胶物体打印个性化药物,制造出能够膨胀、变形以及延迟激活的复杂结构。通过开具个性化药物处方,医生将能够根据不同患者的需要准确地定制药物暴露量及其剂量。 “我们现在具备了取代标准或传统制剂的技术。人口在老龄化,因此我们需要考虑解决办法,”本尼说,“我们现在能够考虑将多种药物合并成一种药物,以调整药物动力,并在药物管理中提高患者依从性。” 通过对3D打印药片的形状、表面积和膨胀指数进行微调,该团队的概念验证样品能够提高药物在消化道中释放位置的精确性,并加强对药物释放时间和持续时间的控制。 本尼还说:“这项技术一直在进步,在不远的将来实现批量生产并非遥不可及的梦想。”这项研究是源自希伯来大学的跨学科变革性发明的绝佳例子。 丹尼利说:“这项技术使我们更加接近以患者为中心提供个性化治疗的未来医疗业。” (来自3D虎)

2018-11-16 14:27:46

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3D打印将成为DNA数据存储的关键

现代人似乎已经将找寻更多储存空间定为持续追求的目标。自打2012年以来,来自美国哈佛大学的研究员借助DNA来作为整本书的存储媒介,而且这一过程一直都在加速进行。五年后的2017年国防高级研究计划局(DARPA)开始了更进一步研究DNA以存储信息。尽管磁带一直都是存储从从曲调到重要研究的一切常用且通常可靠的方式,可是它庞大的体积以及仅有十年左右的时间限制毕竟摆在那里。然而DNA的研究就反映了一个共同的领域,即自然。这一回科学家们正在致力寻找这一隐藏于人体的“魔力”,还有像诸如3D打印这样的先进技术。 哥伦比亚大学计算机科学家Yaniv Erlich说:“无论是病毒,还是什么?生命中最重要的信息都存储在自身的DNA中。” Erlich说:“我们需要大约10吨的DNA来储存世界上所有的数据。” Erlich还指出,与迄今为止我们生产的许多人造存储技术不同,DNA几乎没有过时。 2012年,哈佛大学发布的题为“DNA:下一代数字信息存储”的论文由George M。 Church、Yuan Gao和Sriram Kosuri撰写。现在,加州大学洛杉矶分校化学和生物化学助理教授Kosuri指出,关于DNA的话题,他认为这篇论文是最简单的一篇。请参阅下面的图表,以更多地了解二进制代码如何转换成数据,然后存储在DNA中。 实际编写DNA的一些流程可能不具有成本效益,但是一家公司认为使用3D打印会有所不同。 “我们相信我们有一张路线图能够将DNA的成本降低百万倍,”Leproust说。 虽然这还处于概念阶段,但是许多研究人员参与了如何将DNA用于储存以及进行准确性测试的研究。目前,Erlich和他的团队获得了DARPA资助,以继续研究防止DNA合成错误的算法。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 14:03:27

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为102岁高龄的老人成功注入“骨水泥”的3D打印技术

“我又可以回家过大年啦,感谢这么多医生为我手术”,今年已经102岁高龄的老人戎奶奶十分高兴地说道。2018年2月2日老人不小心跌倒导致了胸腰部疼痛不堪,而在腰椎中注入了“骨水泥”之后,只用了不到20分钟的时间,“水泥”就成功凝固,把出现裂缝的骨头彻底粘牢了。戎奶奶的脸上也露出了舒心的笑容。 戎奶奶2017年1月份曾经由于腰椎第2椎体骨折,在南京市第一医院数字骨关节外科中心行微创手术治疗,因此本次受伤后即再次联系当时的主刀医师王黎明和姚庆强教授。 因为已经是102岁的老人,专家组制定了详细的手术方案。骨科主任医师王黎明说:“我院骨科采用三维可视化与3D打印导向模板技术,进行高龄脊柱骨质疏松症骨折的微创治疗,精确地辅助术中骨水泥的注入,实现精确快速的椎体成形术手术治疗,特别是对于像戎奶奶这样的高龄患者,由于不能够耐受长时间的俯卧位,这种快速精准的手术极大降低手术风险,提高了手术的疗效。” 手术中,主刀医生通过小孔修复变形的脊椎关节,然后注入骨水泥使其固定。据悉,整个过程操作娴熟,只用了二十分钟便完成了手术,仅仅存留一个针眼大小的创口。手术切口小,出血约10-15ml,最令她及家人没有想到的是,术后第二天,戎奶奶腰部疼痛的症状就得到了明显缓解。 和戎奶奶同时期手术还有一位96岁的林奶奶,2月3日因“不慎跌倒致腰背部疼痛伴活动受限六天”入院。查核磁共振显示:胸12椎体压缩性骨折。入院后完善相关检查,在局麻下行椎体成形术手术治疗。手术后林奶奶疼痛显著缓解,也获得了满意的治疗效果。 王黎明介绍,骨质疏松是一种以低骨量和骨组织微结构破坏为特征,导致骨质脆性增加和易于骨折的全身性骨代谢性疾病。本病常见于老年人,但各年龄时期均可发病。骨质疏松可分为原发性和继发性两类。原发性骨质疏松系指不伴引起本病的其他疾患;继发性骨质疏松则是由于各种全身性或内分泌代谢性疾病引起的骨组织量减少。 在人的一生中,骨骼强度的经历不同阶段,青少年时期骨量逐渐增加,到30岁前达到高峰,以后逐渐下降,每年大约流失1%,女性于闭经后骨量流失明显加快,在绝经后的5年内骨质丢失最快,约为骨峰值的1/3,男性在70岁以后骨量丢失最快,骨质流失是历经数十年的过程,骨量流失达到一定程度就是骨质疏松。 近十几年来,在骨质疏松领域取得很快进展,通过骨密度检查,尤其是双能X线骨密度测量仪(DEXA)可以早期发现和诊断骨质疏松症,并且对骨质疏松症的治疗可以增加骨密度,改善骨质量,从而有效避免骨折的发生。椎体X线平片异常迟于骨密度提示,但是早于症状体征的提示。常常在不知不觉中发生椎体压缩骨折,也可因咳嗽、打喷嚏、轻微外伤等诱发椎体骨折。新鲜椎体骨折的数周内,出现局部疼痛,体征出现叩击痛。多个椎体压缩者,出现驼背(罗锅),身高变矮。 随着新型微创技术的不断进步,经皮球囊扩张椎体后凸成形术已广泛应用于临床。该技术主要作为治疗骨质疏松性椎体骨折的新型微创手术,能够迅速缓解疼痛, 促进患者早期功能锻炼。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 13:45:38

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为骨肉瘤患者个性化定制的3D打印仿生骨盆

2018年2月8日,位于我国湖北省的一家肿瘤医院先前成功接受首例3D打印骨盆植入术的患者韩女士出院了。 2018年1月,医生将病人的骨肿瘤切除后,完成了骨盆假体置换。今年48岁的韩女士在2017年初开始感觉右边腰部以下常常疼痛,有时候甚至疼到右腿都不能着地,行走困难。经检查发现,她右侧骨盆里长了一个很大的骨肉瘤。2017年5月,韩女士到湖北省肿瘤医院骨软组织外科治疗,在做了4次化疗后,见到肿瘤明显缩小,医院骨软组织外科主任王华斌建议她手术切除肿瘤,因为听说手术难度大、风险高,韩女士还是坚持继续化疗。 但是慢慢地,化疗药物已经控制不住肿瘤。2017年10月至12月,韩女士的肿瘤快速增大至10多公分,疼痛感比年初时更加剧烈了,不仅不能站立,连平躺都不行,晚上根本没法睡觉,每天都要吃大量的止疼药来缓解疼痛。实在熬不住了,她才终于决定做手术,听说可以运用3D打印技术“量身定制”骨盆,韩女士和家人想要试一试。 由于是首次将3D打印技术用于肿瘤患者手术治疗中,王华斌和他的团队非常小心谨慎。 手术前,在王华斌指导下,根据患者骨盆的三维CT数据,分析肿瘤病变大小并计算肿瘤及骨组织切除范围,打印制作出一个骨盆模型。拿到模型后,王华斌跟团队医生通过反复模拟手术,进一步准确评估骨盆破坏的程度,并优化切除范围。随后,根据制定的最终切除方案,精准定制了盆骨缺损部分的钛合金假体 1月10日,手术正式施行。在医院手术室、麻醉科、介入科的积极配合下,医护人员经过8个小时,顺利完成了右侧髋骨及髋骨恶性骨肿瘤切除、3D打印骨盆假体植入、右侧股骨头置换、软组织重建等一系列操作,术中几乎切除了右侧骨盆的90%。 王华斌介绍,在没有3D打印技术以前,骨肉瘤患者接受肿瘤切除术后,一般是植入人工骨盆,通常是由厂家批量生产的同样规模的组配式假体,这样就容易导致假体跟骨盆缺损部位尺寸不合,患者术后会跛脚,并且有明显的不适感;而此次给韩女士植入的3D打印骨盆假体是按患者缺损骨组织的形态和尺寸定制,所有不规则的地方都能一一匹配。 另外,3D打印骨组织时,根据骨小梁的网状结构进行了仿生模拟,能够跟接壤的真骨组织较好地融合,既提升了假体的粘合性,又有利于患者早日康复。相比于传统人工骨盆植入术,3D打印骨盆植入术的术后恢复时间可由3至6个月缩短至1至2个月。 经过近一个月的术后治疗和调理,韩女士身体与精神状况都大有好转,折磨她许久的疼痛也消失了,她打算过完春节再好好配合医生进行后续的抗癌综合治疗。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 13:27:04

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3D打印可以生成具备定制机械特性的微结构

作为来自美国麻省理工学院(MIT)计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)的研究员处于对新材料设计的最前沿,而在最近的一次研究中,已经取得了重大的突破,这份突破或将对3D打印产生一定影响。  这项研究已经发表在“科学进展”杂志上,并详细介绍了一种能够基于材料的特性产生微结构的新系统。换句话说,材料设计师可以输入他们想要材料的属性,程序会自动设计一个微观结构来满足这些需求。 微观结构几乎存在于我们周边的一切:从我们自身的骨头、植物,甚至海贝壳。事实上,研究员往往将研究方向转向自然界,以深入了解人造材料的优化。例如,从龙虾中获得了新的更有效的3D打印防弹衣的发展灵感。 在最近MIT的项目中,研究员已经成功地使用他们的系统来设计和生产三种不同形状但具有同样优化的机械性能的微结构。然而,项目的领导者、电气和计算机科学副教授Wojciech Matusik表示,这只是软件潜力的开始。 他解释说:“我们做的是相对简单的机械性能,但是可以将其应用于更复杂的机械性能,或者将其应用于热性能、机械性能、光学性能和电磁性能的组合。基本上,这是一个完全自动化的过程,用于发现超材料的最佳结构。” 这个微观结构的启示来自同一个团队的历史研究成果,这个研究团队的研究项目可以追溯到去年夏天,他们开发了一个仿真软件,可以根据它们的力学性能快速准确地“评分”3D模型。 虽然系统本身非常复杂(它包括测量微观结构的几何相似性,将它们聚集在一起,提取骨架以及关联几何形状和性质),但用户可以从完全自动化中受益。 这种多功能的技术不仅可以用来评估任何微观结构的集合,而且据报道可以与现有的材料设计方法结合使用。也就是说,该系统不仅可以用于有机材料开发,还可以使研究员从头开始设计自己的微结构。 Matusik说:“你可以把它放到你的采样器的桶里。我们保证我们至少和以前做的一样好。” 参照3D打印,微结构生成系统可以使用户定制3D打印部件的机械特性。假设您需要具有特定强度和刚性的骨骼植入物:系统可以生成可满足要求的3D打印微观结构。 美国麻省理工学院的研究项目得到了美国国防部高级研究计划局的资助。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 13:05:43

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下一代无人机、飞机和涡轮机因鲨鱼而得到启迪

这是一只鸟!这是一架飞机!这是一条鲨鱼? 作为来自美国哈佛大学的研究员把研究方向转向了当今海洋中的顶级掠食者——鲨鱼,这也给下一代的无人机、汽车、风力涡轮机以及飞机的设计提供了灵感。按照研究员介绍的说法,鲨鱼皮不仅可以提供人们许多宝贵的见解,而且还能创造出更多的空气动力学结构。 由哈佛大学进化生物学家和工程师以及南卡罗来纳大学成员组成的项目团队最近展示了3D打印鲨鱼皮的灵感结构的能力,这种结构可以帮助迎来拥有新一代更多空气动力学的飞机、无人机和其他系统。据悉,该研究结果已经发表在“皇家学会界面杂志”上。 研究结果显示,鲨鱼和飞机实际上可能不像人们想象的那样不同。(可以肯定的是,我以前从来没有想到过这两者之间的关系。) “两者的设计都是为了有效地通过流体(水和空气),利用其身体的形状来产生升力并减少阻力。不同之处在于,鲨鱼在进化过程中大约用了4亿年的时间。” 鲨鱼皮是特别的,虽然看起来很光滑,但实际上却覆盖着数以千计的细小齿状体。George Lauder教授将其与人类牙齿比较,这些小齿根据它们在鲨鱼身上的位置而具有不同的形状和大小。 到目前为止,科学家们普遍认为,鲨鱼游动时齿状体的主要功能是减少阻力,但是现在哈佛大学的研究人员有理由相信,它们实际上可能是为了改善升力。 这个发现是通过3D打印来实现的,后者被用来重新创建一个用于各种实验的shortfin mako的小齿。研究员说,shortfin mako是漫游在海洋中的最快的鲨鱼之一,它有一种特殊的齿状,它们的三个隆起(像三叉戟)是值得注意的。 哈佛大学研究人员使用微型CT扫描仪扫描鲨鱼的细齿,然后将三维细齿结构整合到弧形机翼结构上。这部分被称为翼型,然后进行3D打印并测试其空气动力学特性。 “机翼是所有空中设备的主要组成部分,”这项研究的第一作者、哈佛大学博士生August August Domel对此进行了详细的阐述。“我们希望在翼型上测试这些结构,以此来衡量它们对升力和阻力的影响,以用于各种空中设备(如无人机、飞机和风力涡轮机)的设计中。” 研究人员在对水流槽内部的多个版本进行了广泛的3D打印并测试后,发现齿状结构不仅减小了阻力,而且还有效地提高了升力。这个团队甚至把它们比作“大功率、低调的涡流发生器”,这种涡轮发动机被安装在大多数汽车和飞机上,并有助于改变车辆的空气流动来改善空气动力学。 Domel补充道:“与没有涡流发生器的翼型相比,这些受鲨鱼启发的涡流发生器可以实现将升阻比提高高达323%。凭借这些概念验证设计,我们已经证明,这些受生物启发的涡流发生器具有超越传统设计的潜力。” 3D打印制造出来的鲨鱼皮或将成为飞机、无人机、汽车和涡轮机的未来。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 11:20:14

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能改变形状和大小的4D打印智能水凝胶结构

一支来自美国新泽西州新布朗斯维克的Rutgers大学的工程师团队展示了应用在智能水凝胶材料的4D打印结构的最新方法。因为这种3D打印而成的水凝胶结构可以在不同的温度状态下改变自身的形状(正因如此,才被称之为4D),所以这个过程能够用于组织工程、药物输送和软机器人的开发应用。 研究团队在“科学报告”杂志上发表了一个研究项目的详细研究报告。这个项目由罗格斯大学机械与航空航天工程系的助理教授Howon Lee领导。 基于水基凝胶的水凝胶材料在增材制造领域变得越来越重要,特别是对于某些生物医学应用。科学家和工程师们正在迅速发现能够从水凝胶中制造用于生物医学装置、植入物等结构的潜力。 事实证明,3D打印是操作水凝胶材料最有前景的途径之一。正如罗格斯大学的研究人员所表明的那样,可以3D打印高分辨率的水凝胶结构,这种水凝胶结构可以根据温度改变其形状和大小。 这项研究的一个关键因素是研究人员使用的智能水凝胶,他们说这种凝胶可以提供某些器官的结构刚性,并且可以成为将药物输送和释放到体内的有效载体。3D打印水凝胶材料也可以适用于软机器人、柔性传感器和执行器、生物医学设备,并促进细胞生长。 有趣的是,研究中使用的水凝胶材料是相对常见的,并已被科学家数十年来用于各种目的。不过,正如罗格斯大学研究团队所指出的那样,以前从来没有人4D打印过这个材料。 Howon Lee解释说:“这种智能水凝胶的全部潜力到现在还没有被释放出来,我们增加了另外一个维度,这是有史以来第一次有人做到这一点,它们是灵活的、形状变形的材料,我喜欢称它们为聪明的材料。” 在3D打印水凝胶的过程中,工程师使用了一种基于光刻技术的工艺,通过沉积一层树脂,然后用紫外线固化它们,从而形成物体。为了使水凝胶可打印,研究员将其与粘合剂化学品和光敏化学品结合,使得树脂在受光时能够固化。 研究人员还开发了一种方法来控制3D打印的水凝胶物体在暴露于特定条件下会如何收缩或生长。例如,如果3D打印结构放置在温度低于32°C(90°F)的环境中,则会吸收环境中的水分并且尺寸增大。然而,当温度升高到32℃以上时,水凝胶逐渐收缩而失水。 “如果你完全控制了形状,那么你可以编程它的功能,”Lee评论说。“我认为这就是形状变化材料的3D打印的力量。你几乎可以在任何地方应用这个原则。” 另外值得一提的是,智能水凝胶材料可以3D打印的规模。根据研究小组的说法,它可以打印出像人发的宽度一样小,直径“几毫米”的物体。 (来自3D虎)

2018-11-16 11:00:44

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新生物3D打印伤口敷料应用于糖尿病患者

虽然就目前情况而言糖尿病依旧无法彻底根治,但是按照最新的医学3D打印技术可以在一定程度上改善全世界数量众多的糖尿病患者的日常生活。来自阿根廷的一组研究员提出了一个尤为重要的问题,即糖尿病患者往往特别容易受到皮肤伤口引起的细菌感染的影响。凭借3D打印技术,研究团队设计出了一系列个性化定制的伤口敷料,这样便能极大改善愈合的过程,防止了感染的蔓延。 这个开创性的新项目得到了阿根廷国家科学和技术研究委员会CONICET的支持。它由位于布宜诺斯艾利斯工业发酵研究与发展中心(CINDEFI)的纳米生物材料实验室的团队进行。此前,CINDEFI和CONICET在多个创新的生物3D打印系统上进行过工作,其中包括一种屡获殊荣的双重注射式打印机,该打印机能够以独特的方式组合聚合物。 在日常生活中,糖尿病患者除了需要不断调节血糖水平外,他们还面临的额外担心是感染的可能性增加。糖尿病是影响神经系统以及外周血管形成的病症。这意味着糖尿病患者往往对皮肤伤口不那么敏感,而且这些伤口还需要更多的时间才能完全治愈。 在皮肤伤口愈合过程中,常常在伤口敷料下形成由死亡组织形成的溃疡,其有利于微生物和细菌的生长。这可能导致患者受到各种皮肤感染的影响,通常与坏疽一样严重。 根据世界卫生组织的报告,全球约有4.22亿人受到这些慢性创伤和感染的影响。CINDEFI的团队着手寻找解决此问题的方法,借助生物制造方法的可用性和3D打印技术提供的更高设计自由度。 以腿部和脚部创伤为重点,团队开发的解决方案涉及受影响的皮肤区域的3D扫描。然后使用该扫描数据产生可以3D打印的伤口敷料的设计,以便完美地贴合患者的皮肤,从而优化其治愈能力。抗生素也将纳入敷料,以对抗可能在死亡组织周围生长的任何细菌感染。 按照高级研究员Guillermo R. Castro的说法,“3D打印具有个性化特征的敷料将允许外科医生根据伤害的形状和深度定制治疗方法、抗生素和给药剂量,并记住许多人对某些药物有不良反应。” 生物3D打印工艺采用了特殊的生物基凝胶材料。这种大分子生物聚合物促进修复皮肤伤口所需细胞的生长,并且可以根据伤口形状进行建模,并有效施用抗生素。为了开发这种解决方案,研究员从头开始设计了一个新的打印系统,每个伤口敷料的总打印时间不会超过半小时。如果技术显示出成功的结果,它很快就可以应用于不同身体部位的更大范围的伤口类型。不仅如此,还可以用来帮助治疗烧伤引起的病变,这些病灶很容易出现许多相同的问题。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 10:48:31

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3D活细胞的成功打印归功于“空中微流体”技术

来自荷兰特温特大学的科学家使用一种被人们称之为“空中微流体”的最新技术,成功利用活细胞打印出了3D结构。比方说,这种特殊的技术可以快速生产可行且可用于修复受损组织的微型构件。这项研究工作已经在“科学进展”里进行了详细的介绍。 微流体技术就是处理微米和毫米之间大小的流体微滴。大多数情况下,使用具有微小流体通道、电抗器和其他组件的芯片:芯片实验室系统。虽然这些芯片提供了广泛的可能性,例如在生产乳液(携带另一种物质的液滴)时,液滴离开芯片的速度通常在每分钟微升范围内。对于临床和工业应用来说,这还不够快:填充一立方厘米的体积大约需要1000分钟或17个小时。现在提出的技术可以在几分钟内完成。 影响喷气机 我们可以通过不在微通道中操纵流体而是在空气中达到更高的速度吗?这是研究人员想要回答的问题之一。事实上,通过使用两种“流体”是可能实现的。从一个喷气机,另一一个喷气机发射液滴。创建喷气机是相对简单的,它们比微芯片的液滴移动速度快100到1000倍。速度不是唯一的优势。通过选择含有不同类型的反应液体的射流,“碰撞”会产生新的材料。流体的智能组合将在一个单一的步骤中产生可打印的坚实构件。 活细胞的3D打印 通过这种方式,可以在可打印材料内捕获活细胞。生成的生物构件以三维结构打印,看起来像海绵,充满细胞和液体。这些3D模块化生物材料具有与天然组织非常相似的内部结构。许多3D打印技术是基于使用热量或紫外线的,这两种都会损害活细胞。因此,新的微流体方法在组织工程中是最有前途的技术,其中通过使用患者的细胞材料来修复受损组织。 这项研究由Marcel Karperien教授领导的发展生物工程小组的Tom Kamperman和Detlef Lohse教授领导的流体物理学组的Claas Willem Visser完成。Kamperman刚刚完成他的博士学位。在这个问题上,Claas Willem Visser暂时在哈佛大学的Rubicon基金会担任科学家。之后他将返回特温特大学,成为助理教授。两位科学家都参与了新的IamFluidics衍生品,其中空气中的微流体被用来制造功能性颗粒和材料。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 10:32:38

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3D打印能做到自然色素沉着的人体皮肤

“所谓的两步生物打印策略,其中包括了表皮细胞(比方说角质形成细胞和黑素细胞)在仿生皮肤构建体上的预定义位置处的沉积,创造3D体外着色的人体皮肤构造,以及制造分层的多孔胶原基结构(其非常类似于皮肤的真皮区域),”研究员说。当我们把生物3D打印的皮肤结构和利用手工铸造方式制造出来的皮肤结构进行对比的时候,就会发现在真皮区域顶部的细胞分布和真皮区域两种制造方法呈现的微结构之间的两个明显不同。和手工浇铸的方法比起来,两步生物打印策略可以用高度可控的方法来实现打印单元的标准化分布。 在研究 制造技术的A * STAR新加坡研究所(SIMTECH)和南洋理工大学新加坡中心3D打印(SC3DP) 已经开发出一种方法来创造3D打印皮肤色素沉着,在一项名为“证明-OF-描述概念:有色人体皮肤结构的3D生物打印“。 研究小组使用生物打印技术来控制黑色素产生的皮肤细胞或黑色素细胞在仿生组织基质上的分布,从而产生类似于真人皮肤的色素沉着的皮肤。 “3D打印技术是精确沉积生物材料和活细胞以制造仿生皮肤的极好平台,具有很高的可重复性,”主要研究员Wei Long Ng说。“现在,经常看到不均匀的皮肤色素沉着,这仍然是一个亟待解决的巨大挑战。我们这个项目的目标是用这种方法来证明制造三维体外有色人体皮肤结构的可行性,并具有均匀的皮肤色素沉着。“ 研究人员使用三种不同类型的皮肤细胞:黑色素细胞,角质形成细胞和成纤维细胞,以及两步生物打印方法,称为“按需滴落”。 “两步生物打印策略包括制造分层的多孔胶原基结构(其非常类似于皮肤的真皮区域),以及表皮细胞(例如角质形成细胞和黑素细胞)在仿生皮肤构建体上的预定义位置处的沉积,创造3D体外着色的人体皮肤构造,“研究人员说。“当我们将三维生物打印的皮肤结构与使用手工铸造方法制造的皮肤结构进行比较时,我们发现两种制造方法 - 真皮区域顶部的细胞分布和真皮区域内的微结构之间的两个明显区别。与手工浇铸方法相比,两步生物打印策略能够以高度可控的方式实现打印单元的标准化分布。 除此之外,生物打印技术允许操纵3D胶原 - 成纤维细胞基质内的孔径,以制造在天然皮肤组织中清晰可见的分层的多孔结构。相反,使用手动铸造方法调整3D胶原 - 成纤维细胞基质内的皮肤微观结构是非常具有挑战性的。” 人类的皮肤颜色有着无数的变化 ,比方说为什么很多女孩子很难找到完美匹配肤色的化妆品。如果这些研究人员能够创造像天然皮肤那样的色素,那么对于那些需要皮肤移植的人来说,这将是一大喜讯。皮肤移植可以挽救生命,也是愈合心灵创伤的关键,但从化妆品的角度来看,工程皮肤移植仍然有很多缺失。患者自然需要像皮肤一样的新皮肤。 除了这项研究可能提供皮肤移植的进展之外,团队使用的生物打印方法还可以用于创建用于基本细胞生物学研究的皮肤构建体。 (来自OFweek3D打印网)

2018-11-16 10:12:09

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蚊子的行为以及咬伤模式由3D打印揭晓

尽管彻底消灭蚊子是不太可能的,可是科学家现在认为它或将最终阻止蚊子对你的叮咬。之前一个来自美国华盛顿大学的研究小组发表了一份研究表明,蚊子是有能力把机械冲击以及气味二者相互联系起来的,并且因此可以学习什么类型的气味是可以避免的。 这项发表在“当代生物学”杂志上的研究包含了大量的实验,其中一些包括3D打印,使得研究人员能够对吸血昆虫做出一些有趣的发现。 在首次实验中,研究人员将一种特殊的气味与机械冲击配对(有效地模拟使用涡流混合器时的感觉)。当蚊子暴露在两种气味中,一种是休克时,一种是没有时,研究人员发现,昆虫可以很快地了解这种关联,远离产生机械震荡的气味。 资深作者兼生物学教授Jeff Riffell评论说:“一旦蚊子厌恶了学习气味,那么这些气味就会产生厌恶的反应,就像蚊虫驱避剂DEET的反应一样。而且,蚊子还可以记住几天的训练气味。” 这个发现可以加深我们对蚊咬模式的有限理解。正如科学家所指出的那样,蚊子总是显而易见的,蚊子不会随意咬人,有的东西会把它们吸引到特定的物种和人群中。显然,他们甚至还有季节性的饲养习惯:夏天鸟类是主要捕食动物,而其他地方的哺乳动物和鸟类则更多。 在另一个实验中,研究人员使用特殊的3D打印的舞台来记录蚊子的大脑活动,同时他们正在飞行,以了解蚊子脑中的多巴胺如何有助于其学习能力。 总之,研究人员将蚊子拴在装有灯光和气味分配器的3D打印的圆柱形容器内,以便它们能够飞行到位。该实验比较了常规蚊子(含多巴胺)和转基因蚊子(不含多巴胺),以观察它们飞行时脑部嗅觉中枢的神经活动。 最终,研究人员声称没有多巴胺的蚊子的神经活动少于拥有多巴胺的蚊子,而且实际上没有足够的能力来学习和处理前面实验中的气味信息。 虽然从研究中得出的一个结论是可以有效地扑灭蚊子,但研究的目的实际上是为了了解蚊子的行为,以控制蚊子,限制蚊子传播的疾病,如疟疾、黄热病、登革热和西尼罗河病毒。 Riffell解释说:“通过了解蚊子如何决定咬谁,以及学习如何影响这些行为,我们可以更好地了解这些行为的基因和神经基础。这可能会创建更有效的蚊子控制工具。” 华盛顿大学的研究小组正在继续对蚊子行为进行研究,现在正集中研究蚊子如何学习以及如何吸引和记住“青睐的寄主”。该项目得到了美国国立卫生研究院、空军办公室赞助研究、国家科学基金会等等的支持。 (来自3D虎)

2018-11-16 09:55:04

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