俄勒岡大學利用熔融電寫技術3D打印熒光結構，具有醫學應用潛力
時間：2024-09-29 09:55 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年9月28日，來自俄勒岡大學的研究人員生稱將熒光環狀分子混合到一種新穎的 3D 打印工藝中，從而形成復雜的發光結構，支持開發新型生物醫學植入物。這一進展解決了長期存在的設計難題，使這些結構更容易在體內隨時間跟蹤和監測—使研究人員能夠輕松區分哪些是植入物的一部分，哪些是細胞或組織。
這項發現是保羅·道爾頓（Dalton）在菲爾和佩妮·奈特加速科學影響校園的工程實驗室與俄勒岡大學藝術與科學學院拉梅什·賈斯蒂的化學實驗室合作的成果。研究人員在《Small》雜志上發表的一篇題為“Cycloparaphenylenes
asCompatible Fluorophores for Melt Electrowriting”論文中描述了他們的發現。
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202400882
對于這項研究成果的取得，道爾頓表示：“我認為那是一個奇怪的時刻，我們說，‘讓我們試試吧’，結果幾乎立刻就成功了。”然而，在這個簡單的起源故事背后，是多年來在兩個截然不同的領域進行的專業研究和專業知識，最終才走到一起。道爾頓的實驗室專門研究復雜、新穎的
3D 打印形式。他的團隊的標志性開發是一種稱為熔融電寫技術，該技術允許以非常精細的分辨率 3D 打印相對較大的物體。
利用該技術，研究團隊打印出了可用于各種生物醫學植入物的網狀支架。此類植入物可用于各種應用，如新的傷口愈合技術、人造血管或幫助神經再生的結構。在最近的一個項目中，Jasti實驗室與化妝品公司歐萊雅合作，利用支架制造出逼真的多層人造皮膚。
Jasti 的實驗室以研究納米環而聞名。納米環是一種環狀碳基分子，具有各種有趣的特性，可根據環狀環的精確尺寸和結構進行調整。納米環在暴露于紫外線時會發出明亮的熒光，根據其尺寸和結構發出不同的顏色。
道爾頓和賈斯蒂最初考慮將納米環整合到道爾頓正在研究的 3D 支架中，這樣可以使這些結構發光，并使其更容易追蹤其在體內的命運，并將其與周圍環境區分開來。“我們認為這可能不會奏效，”賈斯蒂說。
道爾頓表示，人們過去曾嘗試讓支架發光，但收效甚微。大多數熒光分子在 3D 打印技術所需的長時間加熱下會分解，但 Jasti 實驗室的納米環在高溫下要穩定得多。
Jasti 實驗室的研究生Harrison Reid 說：“制作納米環非常困難，熔化電寫入也非常困難，因此我們能夠將這兩個非常復雜且不同的領域合并成一個非常簡單的東西，這真是令人難以置信。”
俄勒岡大學的研究人員發現，只需將少量熒光納米環混入 3D 打印材料混合物中，即可產生持久發光的結構。由于熒光是由紫外線激活的，因此支架在正常條件下仍然看起來很清晰。
道爾頓實驗室的研究生帕特里克·霍爾說，雖然最初的概念很快就取得了成果，但還需要幾年的時間進行進一步的測試，才能全面了解這種材料并評估其潛力。例如，霍爾和道爾頓進行了一系列測試，以確認添加納米環不會影響
3D
打印材料的強度或穩定性。他們還證實，添加熒光分子不會使所得材料對細胞產生毒性，這對于生物醫學應用很重要，也是在更接近人體應用之前需要滿足的關鍵基準。
研究團隊設想了發光材料的一系列可能應用。道爾頓對生物醫學潛力特別感興趣，但賈斯蒂說，在紫外線下發光的可定制材料也可能用于安全應用。他們已經為這項進展提交了專利申請，并希望最終將其商業化。
(責任編輯：admin)
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