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普林斯頓大學開發出可進行傷口治療的3D打印水凝膠
發布日期：2018-01-03
來源：互聯網 瀏覽次數：405
核心提示：近日，普林斯頓大學的研究人員開發出了一種水凝膠，當纖維被迫通過注射器時，纖維相互滑動形成水凝膠。無化學剪切方法可用于傷口治療等領域。由于它們的物理性質：孔隙度、含水量和松軟，水凝膠是許多科學學科中的重
近日，普林斯頓大學的研究人員開發出了一種水凝膠，當纖維被迫通過注射器時，纖維相互滑動形成水凝膠。無化學剪切方法可用于傷口治療等領域。
由于它們的物理性質：孔隙度、含水量和松軟，水凝膠是許多科學學科中的重要物質。尤其在快速發展的生物3D打印領域，其中使用水凝膠將單獨的不可打印的活細胞保持為固體且轉化為可打印的形式。
創建一個有效的水凝膠是困難的，通常需要化學反應和物質相互作用，但普林斯頓的研究人員開發了一種水凝膠，不需要這樣的化學物質。相反，當纖維被迫通過注射器時，纖維相互滑動形成水凝膠。
研究人員對他們的新產品感到非常興奮，并認為它可以用來治療傷口，甚至為生物醫學和其他領域開辟了一個全新的可注射水凝膠。
研究論文的聯合主要作者Antonio Perazzo聲稱：“研究含有這種高柔性纖維的懸浮液中的物質流動從未真正嘗試過，但追求新穎的研究為我們帶來了前所未有的柔性纖維流動誘導凝膠的結果。”
軟性可延展凝膠行為的科學解釋是剪切增稠的現象，其導致纖維在應力下凝固和凝膠化。然而，一般而言，纖維和水的混合物將產生相反的效果：剪切稀化。
那么，是什么讓水凝膠變厚而不是變薄呢?
他們組織了一個詳細的研究，看看如何用聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA)，一種完全無毒的柔性和生物相容性塑料制成的微纖維發生這種剪切增稠。
這些超細纖維的直徑為35微米，長約12毫米，放入水中時最初以自由流動的非纏結狀態存在。但是，當放置在帶有旋轉頂板的流變儀中時(通過將纖維周圍旋轉對混合物施加壓力)，纖維彎曲、互鎖和纏結。
最后，纖維纏繞在一起，與水分開，盡管有些水仍然留在水中。這產生具有明顯水凝膠性質的充水纖維網絡。甚至可以通過調整微纖維的長度和直徑來控制凝膠的性質。
普林斯頓大學的研究人員現在計劃通過優化材料在通過注射器時的凝膠化以及合并有用的物質如抗生素、營養素和生物分子來改善這一過程。
水凝膠最終可以用于傷口治療，注射器最終可以被生物3D打印機取代。
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