贵阳3D打印

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3D打印水凝胶-形状记忆聚合物复合结构

更新时间: 2021-08-04 14:15:03  查看次数: 253    

多材料3D打印使我们能够制造出兼具水凝胶和功能性聚合物优点的多功能复合结构。为了证明这一概念,我们打印了一个多材料血管支架,该支架由水凝胶芯和形状记忆聚合物(SMP)外壳组成。该SMP的玻璃化转变温度(Tg)为61°C,因此在室温下能够保持编程改变过的形状,并在加热到70°C后恢复到初始形状。3D打印的SMP结构有许多潜在的应用,其中SMP血管支架是微创手术中受到关注的支架之一。



因为SMP血管支架可以在植入前被编程为小直径状态,减少植入创口的面积,一旦植入血管后又能在外部刺激下恢复支撑血管所需的直径。在血管支架中集成打印了水凝胶芯,我们可以利用水凝胶增加药物释放的功能。载药过程如图d和e所示:血管支架浸泡在红色染料(红色染料模拟药物颗粒)溶液中,让红色染料充分扩散到水凝胶芯中。血管支架在70°C下编程变形后直径缩小,并在常温下固定成临时形状,然后将血管支架进行“载药”,最后将其置入50°C温水中展示了形状恢复和药物递送过程。编程变形后的支架在30秒内展开并恢复成初始形状,与此同时一直在缓慢释放“药物”。

3D打印水凝胶-形状记忆聚合物(SMP)血管支架。(a)血管支架由水凝胶芯和SMP外壳组成。(b,c)血管支架的原始形状和编程改变后的形状。(d,e)血管支架的两端在“非载药”和“载药”状态下的图片。(f)编程改变形状后的“载药”状态的血管支架。(g)血管支架形状恢复及药物释放过程。