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生物3D打印关键技术

更新时间: 2024-12-30 15:50:56  查看次数: 55    
SMC细胞放到 GelMA 材料里培养一阵子,然后看看这种材料和细胞相处得咋样,也就是分析它的生物相容性好不好。接着研究压电式喷墨喷头是怎么工作的,还有微喷射的原理,通过这些研究找出适合用来喷墨的材料粘度范围是多少。用有限元仿真和拿高速相机拍照这两种办法,去探究液滴的微喷射原理。在生物材料微喷射凝胶化过程的温度特性研究方面,这次课题用的 GelMA 和 Gelatin 材料很特别,温度高的时候是溶胶状态,温度低了就变成凝胶状态。要用不同的办法来确定它变成凝胶的温度范围。还要设计一个能有低温环境的温控室,让喷头喷出来的高温液滴和里面的低温气体相互换热,这样就能通过物理交联让材料成型。用有限元分析给温控室内部的温度场建个模型并仿真一下,通过调整上盖和底板的温度,来改变气体的温度分布情况。因为红外热像仪没办法直接拍到气体的温度,所以要设计一个能显示空气温度的装置。用热像仪给温控室、喷头以及里面的空气拍红外照片,就能知道实际的温度分布,也能验证有限元分析结果是不是对的。再结合生物材料变成凝胶的温度范围,找到一个比较合适的温度场。在高粘度生物材料的生物 3D 打印试验研究这一块,利用高速相机等设备,看看电压、脉宽和气压对喷射过程有啥影响,从而找出适合产生液滴的打印参数范围。调节温控室内部空气的温度,看看温度对液滴粘接过程有啥作用。规划好打印类人体血管结构的 3D 路径,用不同的参数对 Gelatin 溶胶做生物 3D 打印试验,挑出最好的打印参数。然后,用含有 SMC 细胞的 GelMA 溶胶,做出有细胞的类人体血管结构。经过 24 小时的细胞培养,用细胞染色、荧光显微镜观察等方法对它进行生物学方面的评价。
深圳3D打印
生物3D打印里,压电喷射能够按需把生物材料喷射出来。这部分内容主要从生物材料的特性研究开始,分析课题里用的生物材料的粘度特点和生物特性。为后面的试验培养足够的 SMC 细胞,并且准备好需要的生物试剂。还要研究压电陶瓷喷头的工作过程和微喷射原理。最后,用仿真分析和高速相机拍摄的办法来分析微喷射过程。明胶(Gelatin)是生物墨水里常用的原料,它主要是从动物的结缔组织,像皮肤、骨头这些东西加工来的。按照浸泡、冻干等步骤做好后,就变成淡黄色或者黄色的颗粒或粉末。Gelatin 在冷水里不溶解,但是能吸水变大。在热水里就可以很快溶解。 
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