科学界正集中研究水凝胶的多种应用,水凝胶是一种含有大量水的高分子材料,具有复制生物组织特征的潜力。这一点在再生医学领域尤其重要,因为再生医学长期以来已经认识到并使用了这些材料的特性。为了有效地替代有机组织,水凝胶必须满足两个基本要求:具有极大的几何复杂性,以及在遭受损伤后能够像活组织一样独立自愈合。

3D打印的新研究助力开发最先进的可自愈软材料

由于使用了3D打印技术,这些材料的开发现在可能变得更容易、更便宜:由Fabrizio Pirri教授协调的都灵理工大学应用科学与技术系MP4MNT(微纳米技术材料与加工)团队的研究人员首次证明,利用光激活的3D打印技术,制造具有复杂结构、能够自愈合的水凝胶的可能性。这项研究发表在著名的《自然通讯》杂志上,题为《3D-printed self-healing hydrogels via Digital Light Processing》(DOI 10.1038/s41467-021-22802-z)。


到目前为止,已经在实验室中创建了具有自愈合特性或使用3D打印在复杂建筑中建模的水凝胶,但在目前的情况下,发现的解决方案包含了两个特点:建筑复杂性和损伤后的自愈合能力。此外,水凝胶是使用市场上现有的材料制作的,使用商业打印机进行加工,因此提出的方法非常灵活,可能适用于任何地方,为生物医学和软机器人领域的发展开辟了新的可能性。

3D打印的新研究助力开发最先进的可自愈软材料

该研究是在HYDROPRINT3D博士项目的背景下进行的,由圣保罗大学资助,在“与顶尖大学的联合研究项目”倡议的框架下,由博士研究生Matteo Caprioli,在DISAT研究员Ignazio Roppolo的监督下,与耶路撒冷希伯来大学(以色列)Magdassi教授的研究小组合作。


多年以来,Ignazio Roppolo叙述道,在MP4MNT小组,一个由Annalisa Chiappone博士和我一起协调的研究单位,专门致力于开发可以利用光激活的3D打印处理的新材料。3D打印能够在物体的设计和材料的固有属性之间提供协同效应,使获得具有独特特性的制造物品成为可能。从我们的角度来看,我们需要利用这种协同效应来最好地发展3D打印的能力,这样它才能真正成为我们日常生活中的一个元素。而这项研究正好符合这一理念。


这项研究代表了高度复杂器件发展的第一步,它可以利用复杂的几何形状和内在的自愈合特性在各种应用领域。特别是,一旦在PolitoBIOMed实验室的跨部门实验室进行的生物相容性研究得到细化,将有可能将这些物体用于细胞机制的基础研究和再生医学领域的应用。


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