3D打印技术快速成型水凝胶生物支架

利用3D成型技术通过先成型后交联两步法制备了不同孔隙率的SiO2/PVA复合水凝胶支架，通过光学显微镜对不同孔隙率的SiO2/PVA水凝胶支架的正面以及断面进行了观察。可以看出，SiO2/PVA水凝胶支架呈圆柱形，直径与高度分别约为14mm和3mm，较高孔隙率的支架能够保持相互贯通的三维木堆（woodpile）结构，呈现内部贯通，孔隙呈矩形，组成SiO2/PVA水凝胶支架的水凝胶纤维丝的直径约为200~500μm，并且较高孔隙率的水凝胶支架内部有着较为清晰的孔洞结构，而孔隙率较小的水凝胶支架的内部孔洞结构则不明显，甚至没有孔洞。通过计算可以得出SiO2/PVA水凝胶支架1、2和3的孔隙率分别为23.2%、32.7%和42.3%。上述内部贯通的立体结构能够使细胞培养液以及细胞代谢废液在支架内部流通，能够提高支架的生物功能，同时，较高的孔隙率能够增加PVA水凝胶支架的表面积，这有利于细胞在支架上的粘附作用。
由于快速成型技术的快速发展与水凝胶的广泛研究，通过3D打印的方法快速成型水凝胶生物支架受到越来越广泛的关注。本文提到了SiO2/PVA复合水凝胶支架的制备与研究，SiO2/PVA水凝胶支架虽然有一定的生物相容性，但是作为无机粉体的气相SiO2在生物体内却很难降解排出生物体外。因此，本章选用海藻酸钠（SA）这一被广泛研究的天然高分子水凝胶材料作为水凝胶支架材料。海藻酸钠是从褐藻中提出的多糖，是一种无毒、可生物降解的天然绿色材料。SA是一个聚阴离子共聚物，由于其分子链上含有许多羧基和羟基，能够使SA分子和聚氧离子如（壳聚糖）形成聚电解质复合物，也可以和金属阳离子（如Ca2+）之间形成络合反应得到凝胶。由于SA良好的生物相容性和可降解性，SA已经广泛应用于医药界，同时也是组织工程领域中一个极有应用前景的材料。本章中采用高浓度的SA溶液作为溶胶，通过基于喷嘴挤出的3D打印技术边挤出边交联一步法制备了SA水凝胶支架，测试了支架的孔隙率、溶胀率、压缩模量，并对其摩擦行为进行研究，进一步讨论了SA水凝胶支架重复摩擦稳定性的原理，同时还对水凝胶支架的生物相容性进行了研究。

包头3D打印

更新时间: 2019-09-25 17:28:38 查看次数: 648