3D打印生物组织工程支架的应用研究

3D生物打印组织工程领域具有巨大的潜力,三维立体光刻技术因其精度高、细胞可植入等特点尤其适用于生物支架的制备,文章分析了软组织工程支架的关键性能,介绍了三维立体光刻技术在软组织工程中的应用。     

组织工程中低温3D打印技术

<正>3D打印属于快速成型技术的一种,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在3D打印原理中,复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的工件,极大地提高了生产效率和制造柔性。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、庞大的机床、众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的工件。而且,材料利     

丝素蛋白基组织工程支架材料的研究进展

总结了丝素蛋白基支架材料在骨组织工程、肌腱组织工程、血管组织工程、神经组织工程、皮肤组织工程等不同领域的研究进展。重点分析了针对不同组织工程应用丝素蛋白支架材料结构设计的差别化和功能化,指出目前丝素蛋白基支架材料在研究中所面临的瓶颈问题,并对未来丝素蛋白基生物材料的研究方向做出了展望,以期为未来丝素蛋白基支架材料在组织工程中的应用提供参考。     

基于3D打印的纺织服装成型工艺及其应用

为了拓展3D打印技术在纺织服装中的应用范畴,文章介绍了3D打印纺织服装的3种成型方式,并归纳了其中5种工艺类型的打印原理、特性和优缺点。提出选择合适的3D打印技术进行纺织服装制造时,需要重点考虑3个方面,包括成型技术的影响因素、材料类型及其特性、表面质量及后处理。通过分析近年来国内外有关3D打印纺织服装的研究现状,归纳了3D打印技术分别在纤维结构、柔性纺织品和服装单品3个层面的具体应用。研究表明：3D打印技术作为先进的纺织服装智能制造手段,在新型纤维、纱线形态以及纺织品结构和服装制造等方面表现出巨大的应用潜力。     

生物3D打印用丝素蛋白基凝胶墨水的研究进展

丝素蛋白(SF)作为一种天然且古老的蛋白质材料,因其优异的特性成为了生物3D打印墨水材料绝佳的候选者,在生物医学领域受到了广泛的关注。为此,概述了SF在生物3D打印领域的发展,总结了SF材料的物理化学和生物学基本特性,探讨了其作为生物墨水应用于挤出式生物3D打印、光固化生物3D打印和喷墨生物3D打印的要求和可加工性。综述了近年来SF与人工合成聚合物、天然聚合物和无机功能材料复合形成SF基水凝胶墨水在生物3D打印领域中的研究进展,对其所面临的挑战进行了讨论。指出:随着生物3D打印技术的深入发展,通过生物3D打印形成的SF基水凝胶构建体在生物医学领域会有更广阔的应用前景。     

3D打印技术与ProENGINEER软件结合的工程训练研究

本文根据实习教学体会,将三维造型软件ProENGINEER与熔融挤压成形工艺引入到3D打印技术工程实训中。文中循序渐进使用简单三维造型、模型近似处理以及熔融挤压成形工艺过程,在有限的时间内完成了该工艺的实习教学,学生理解并掌握了3D打印技术工艺实习的基本要求,收到了良好的效果。示讲与示演相结合的方法既激发了学生学习新技术新工艺的兴趣,又提高了他们将数字模型转化为实物模型的工程应用能力,对完善高校实验训练模式到了一个参考和借鉴作用。     

生物3D打印技术及水凝胶生物墨水在医用材料中的应用分析

生物3D打印是将细胞、生物材料和生长因子等组分共同混合打印成设计结构的技术,因其精确控制细胞空间分布的能力,近年来被广泛应用于组织器官的再生修复。水凝胶具有与细胞外基质相似的含水量和拓扑结构,因此在生物3D打印领域具有广阔应用前景。文章综述了目前常见的生物3D打印方法,介绍了重要的水凝胶材料,同时对生物3D打印技术及水凝胶生物墨水存在的挑战和未来的前景进行了论述。     

3D打印技术在生物医学工程中的研究及应用

3D打印正在引发全球制造业革命性变革,它与生物技术结合,可以仿生与个性化地制造、特别是有生命的人体组织与器官,成为支撑第三次产业革命中生物材料科学与产业颠覆性变革的关键技术,文章综述了3D打印技术的分类,三维仿生重构建模技术的发展,以及3D打印技术生物医学工程中的应用情况。     

3D打印在智能纺织品中的应用研究进展

为促进智能纺织品行业高效、多元和可持续性发展,本文探索了3D打印技术在智能纺织品制作上的应用,并梳理了智能纺织品在不同领域的功能分类,包括智能变色、智能温控、形状记忆、防水透湿、智能活性和智能电子纺织品。介绍了3D打印在纺织品行业的主流技术类型,分析得出3D打印在智能纺织品领域具有制造成本大幅度降低、制造环节被有效简化、多种材料的组合、提升织物性能质量、实现可持续制造的优势,并结合案例综述了目前3D打印技术在智能纺织品领域的研究进展。3D打印在智能纺织品领域的应用,不仅促进了智能纺织品的制造技术创新发展,也在设计开发、功能结构、材料组合等方面表现出更为广泛的应用价值。     

非织造三维支架材料在组织工程中的应用

组织工程是集材料、工程和生命科学为一体的新兴交叉学科,而三维支架结构是决定组织工程是否成功的一个关键因素。对三维支架的制备方法、特点及其作用进行了概述,介绍了近几年来非织造材料在组织工程中的应用情况,说明了以非织造方法制备三维支架材料是一种成本低且产业化可能性最大的方法,必将在组织工程领域中发挥巨大作用。     

基于纤维的组织工程肌腱/韧带支架的研究进展

介绍了基于纤维的组织工程肌腱/韧带支架的设计原则以及应用于该类支架的材料,并概述了利用各类纺织技术成形的肌腱/韧带支架的研究现状。     

人造肉脂肪组织3D打印轨迹规划算法

目的:针对基于植物原料的人造肉脂肪组织部分3D打印成型质量不稳定,打印效率低等问题,研究并改进与食品材料相匹配的智能3D打印轨迹运动算法,减少打印路径中的堆积与拐角.方法:提出一种适配于人造肉脂肪组织原料特点的轨迹规划方法.采用贝叶斯算法将切片后的模型复杂截面层划分为若干简单多边形子分区轮廓,并在此基础上使用一种经改进的近邻法确定各轮廓的最优运动起始点,同时将遗传算法融入蚁群算法应用于求解分区轮廓最优打印路径中,最后采用改进的zigzag扫描算法对轮廓内部进行填充.结果:与Cura和Prusa的轨迹规划方法相比,研究所建立模型的打印时间与运动路径长度均有所减少.结论:研究所提出的针对人造肉脂肪组织部分3D打印成型的轨迹规划算法具有较高的可行性与有效性.     

喷墨打印导电墨水及其智能电子纺织品研究进展

为进一步推动印刷电子技术在纺织领域的应用并拓宽智能电子纺织品的应用领域,简要介绍了喷墨打印技术的电路印制过程和导电墨水组成;从当前喷墨打印技术中导电墨水存在的主要问题出发,详细综述了国内外导电墨水中金属系、碳系、高分子系导电组分的研究进展。以纺织基电子器件的柔性应用为出发点,主要介绍了喷墨打印技术在柔性导电器件、智能传感和能源采集与转换等应用领域的研究进展,为基于喷墨打印技术的智能电子纺织品的发展提供了理论与实践参考。最后,对印刷电子技术的技术要素、技术发展和应用前景等方面进行了总结与展望,指出智能打印及柔性应用是其未来的发展方向。     

谷物基原料3D打印的研究进展

文章介绍了适合谷物基3D打印的主要工艺、原理和设备,总结了谷物基原料的打印特性,综述了谷物原料在3D打印中的应用和影响打印效果的主要因素,展望了谷物基食品作为3D打印原料的前景和挑战.     

一种用单幅图像生成真实感立体图的算法

立体印刷图像通过柱透镜光栅阵列进行分像,形成左右视觉图像而产生立体感觉,因而,图像的分像处理就是立体印刷图像的关键。通过摄影得到的平面图像不包含左右视图而失去了深度信息,因此,用单张平面图像不能获得真实感的三维信息,通过图像处理一般只能得到有限层的假立体图像,而不能得到真实立体感的图像,必须增加额外的约束条件。在已知目标物体表面形状函数的特定情况下可以进行三维形状重构处理,得到真实感立体图像。对该处理方法进行了讨论,该方法可以应用于立体印刷图像的处理和三维场景的再现。     

医用组织工程多孔丝素支架制备方法的进展

丝素蛋白具有一定的生物降解性、良好的生物相容性及独特的机械性能等,适用于开发优良的医用组织工程支架材料。文中介绍了制备多孔丝素支架的各种方法:制孔剂法、冷冻干燥法、气体发泡法、静电纺丝法、无纺法、模压法和三维打印法等,并对其优缺点进行了分析。     

3D打印技术在织机打纬-开口机构中的应用

为降低复杂纺织机械装备的设计成本与制造难度,将3D打印技术应用于纺机功能模块比例模型研制。设计了连杆式打纬-开口机构的数字化样机,并将其转化为STL格式进行切片处理和模型包计算,通过分析比较模型的放置方向、材料用量及成型时间等因素,确定最优3D打印工艺参数。借助工业级3D打印机制作了比例模型,并通过C语言和单片机成功开发了机电一体化系统控制平台。利用3D打印一次成型的技术优势,有利于降低物理样机的研发成本和实验难度,且为纺织机械装备的模型展示、机构验证、性能评估及可靠性分析等提供了新的思路与参考。     

组织工程用人工支架表面改性的研究进展

组织工程用人工支架有着完美的三维结构、良好的细胞相容性和特殊的药理作用,一直受到生命科学和工程领域专家的重视。人工支架的表面改性研究关系到细胞生长、繁殖及迁移等状态,是组织工程的基础及热点。与普通人工支架相比,改性支架除了赋予细胞更好的黏附、增殖、迁移性能外,还赋予支架药物洗脱性能,使之能促进细胞生长或抑制病变细胞繁殖,为组织工程的设计研究提供了更广阔的应用空间。文章概述组织工程用人工支架表面改性的分类、制备方法、结构和性能,展望人工支架表面改性研究的前景。     

Electrospinning of PCL/CEFUROXIM® fibrous scaffolds on 3D printed collectors

Abstract

In this paper, the effect of different collector geometry on the PCL scaffold architecture and cell viability was investigated. PCL scaffolds with antibiotic Cefuroxim^®, 15%wt. and 20%wt., were electrospun and characterized by ATR-FTIR, while thermal stability were observed by DSC and TG. PCL/15%CFU^® scaffolds were electrospun on six 3D printed collectors, three ribbed and three mesh geometries, to produce the most favourable structure for cells adhesion and proliferation. SEM study and MTT assay revealed that collectors with the widest slot in both ribbed and mesh geometries exhibited the most favourable structure to enhance cells adhesion. In general, cells spreading on the surface and cells viability proved to be better for the ribbed collectors. The study showed that by controlling the collector geometry and the scaffold three-dimensional structure, it is possible to control cell attachment and differentiation and, consequently, to adjust them for the special tissue demands in the regeneration process.