南洋理工大學：將向日葵花粉用于3D生物打印墨水中，提升凝膠強度

來源：cnBeta.COM

當涉及到替代身體部位或其他植入物的3D生物打印時，所使用的材料需要堅固而靈活，并且具有生物相容性。根據(jù)一項新研究，向日葵花粉可能是個不錯的選擇。在這項研究中，新加坡南洋理工大學的科學家們首先將向日葵花粉在堿性溶液中放置6小時。這一過程將堅硬的花粉顆粒轉(zhuǎn)化為較軟（但仍然堅硬）的微凝膠顆粒。然后，這些顆粒被混合到現(xiàn)有的水凝膠中--如天然來源的海藻酸或透明質(zhì)酸--提高該凝膠的強度。

為了測試所產(chǎn)生的混合“生物墨水”，研究人員將其用于3D打印一個五層可植入的生物支架，這是一種用于在體內(nèi)重新生長組織的三維結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能夠自行站立，而不像其他一些生物墨水制成的物品，它們通常無法支撐自己--這意味著它們必須與隨后被移除和丟棄的支撐結(jié)構(gòu)一起打印，增加了打印時間和浪費的材料。

接下來，膠原蛋白被添加到生物支架中，以便為人類組織細胞提供錨點，這些細胞放到該結(jié)構(gòu)上。研究小組發(fā)現(xiàn)，該生物支架保留這些細胞的效率為96%至97%，這些細胞可以繼續(xù)繁殖并形成新的生物組織。據(jù)稱，這種效率與由倒置的膠體晶體水凝膠制成的三維細胞培養(yǎng)平臺相似，后者需要花費更多的時間和精力來構(gòu)建。

此外，與其他一些增強強度的添加劑（如纖維）不同，花粉微凝膠顆粒并沒有堵塞3D打印機的噴嘴。更重要的是，由于這些顆粒是空心的，可以想象它們可以被用來在體內(nèi)運輸藥物，隨著它們的溶解而逐漸釋放出來。如果引入一種酸，它們甚至可以被觸發(fā)，在身體內(nèi)的某個時間或地點溶解。

“通過調(diào)整向日葵花粉的機械性能，我們開發(fā)了一種基于花粉的混合墨水，可用于打印具有良好結(jié)構(gòu)完整性的結(jié)構(gòu)，”Cho Nam-Joon教授說，他與Song Juha副教授一起領(lǐng)導了這項研究。“利用花粉進行3D打印是一項重大成就，因為花粉基墨水的制作過程是可持續(xù)的，而且價格低廉。鑒于有許多類型的花粉物種具有不同的尺寸、形狀和表面特性，花粉微凝膠懸浮液有可能被用來創(chuàng)造一類新的生態(tài)友好型3D打印材料�！�

這項研究在最近發(fā)表于《先進功能材料》雜志的一篇論文中進行了描述。