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科学家借“空中微流体”技术成功打印出3D打印的活细胞

使用一种人们称之为“空中微流体”的新技术,特温特大学的科学家成功地用活细胞打印三维结构。例如,这种特殊的技术能够快速生产可行且可用于修复受损组织的微型构件。这项研究工作在“科学进展”中进行了详细介绍。

科学家借“空中微流体”技术成功打印出3D打印的活细胞

微流体技术就是处理微米和毫米之间大小的流体微滴。大多数情况下,使用具有微小流体通道、电抗器和其他组件的芯片:芯片实验室系统。虽然这些芯片提供了广泛的可能性,例如在生产乳液(携带另一种物质的液滴)时,液滴离开芯片的速度通常在每分钟微升范围内。对于临床和工业应用来说,这还不够快:填充一立方厘米的体积大约需要1000分钟或17个小时。现在提出的技术可以在几分钟内完成。

影响喷气机

影响喷气机

        我们可以通过不在微通道中操纵流体而是在空气中达到更高的速度吗?这是研究人员想要回答的问题之一。事实上,通过使用两种“流体”是可能实现的。从一个喷气机,另一一个喷气机发射液滴。创建喷气机是相对简单的,它们比微芯片的液滴移动速度快100到1000倍。速度不是唯一的优势。通过选择含有不同类型的反应液体的射流,“碰撞”会产生新的材料。流体的智能组合将在一个单一的步骤中产生可打印的坚实构件。

活细胞的3D打印

活细胞的3D打印

        通过这种方式,可以在可打印材料内捕获活细胞。生成的生物构件以三维结构打印,看起来像海绵,充满细胞和液体。这些3D模块化生物材料具有与天然组织非常相似的内部结构。许多3D打印技术是基于使用热量或紫外线的,这两种都会损害活细胞。因此,新的微流体方法在组织工程中是最有前途的技术,其中通过使用患者的细胞材料来修复受损组织。

  这项研究由Marcel Karperien教授领导的发展生物工程小组的Tom Kamperman和Detlef Lohse教授领导的流体物理学组的Claas Willem Visser完成。Kamperman刚刚完成他的博士学位。在这个问题上,Claas Willem Visser暂时在哈佛大学的Rubicon基金会担任科学家。之后他将返回特温特大学,成为助理教授。两位科学家都参与了新的IamFluidics衍生品,其中空气中的微流体被用来制造功能性颗粒和材料。

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