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4D生物打印中盛开的鲜花和飞鸟

虽然器官和组织的3D打印变得越来越成熟,但4D生物打印将开始发挥作用。4个尺寸集成触发时间依赖性形状的改变,例如,通过溶胀或温度变化。这提供了在生物医学装置或软机器人中以及在组织工程中实现更复杂的折叠结构以模仿天然组织和器官的动态变化的机会。

来自乔治华盛顿大学的Lijie Grace Zhang及其同事介绍了用于神经工程的多响应架构的立体光刻4D生物打印

他们使用天然衍生的可光交联单体SOEA(大豆油环氧化丙烯酸酯)作为油墨。他们能够使用UV交联的SOEA创建一个固化的扁平星形结构,当用乙醇洗涤时,它可以动态转变为爪状结构(见图)。他们提出,通过印刷过程引入的激光诱导的分级内应力是这种4D动态变化的主要驱动力。因此,它们可以实现溶剂诱导的可逆形状变化,类似于开花和闭合花。

此外,它们在印刷过程中将各种纳米颗粒结合到结构中,以进一步增强和改变形状变化。包括石墨烯在内的纳米复合材料可用于产生类似飞鸟的结构。在概念验证研究中,他们制作了一个智能神经引导导管,为神经再生提供了出色的多功能特性,如物理指导,化学线索,动态自我插入和无缝整合。

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