研究人员使用架构辅助技术在新的 3D 打印设计中实现了 300 倍的灵活性。
今年有年幼的孩子与家人一起庆祝节日，这要归功于佐治亚理工学院研究员斯科特·霍利斯特实验室创建的3D打印医疗设备。10 多年来，Hollister 和他的合作者为患有罕见先天缺陷的婴儿开发了挽救生命的、患者专用的气道夹板。
这些个性化的气道支持设备由一种称为聚己内酯的生物相容性聚酯制成，其优点是已获得美国食品和药物管理局的批准。研究人员使用选择性激光烧结来加热粉末状聚酯，将其结合为固体结构。由 PCL 制成的设备在植入患者体内时具有良好的安全记录。
不幸的是，PCL的缺点是具有相对坚硬和线性的机械性能，这意味着这种有前途的生物材料尚未在功能上应用于其他一些关键的生物医学需求，例如软组织工程。如何使坚固的热塑性塑料变得柔韧，并可能与患者一起成长?Hollister的实验室已经找到了方法。
“3D辅助设计，”Hollister实验室的研究科学家Jeong Hun Park说，他领导了该团队最近的研究，证明了PCL在软组织工程中的成功3D打印。与典型的普通弹性材料不同，辅助材料具有负泊松比。这意味着，如果纵向拉伸辅助材料，它也会在横向上膨胀，而大多数材料在横向上会变薄。
因此，辅助结构可以在两个方向上扩展，这在考虑人类的生物医学应用时很有用，人类的身体和部位的大小和形状会随着时间的推移而改变，并包含许多不同的纹理和密度。Hollister的团队着手为通常坚固的PCL提供一些新的辅助特性。
“虽然3D结构的机械性能和行为取决于基材的固有特性，但它也可以通过内部架构设计进行显着调整，”Park解释道。
Park指导了3D打印结构的设计，这些结构由微小的支柱组成，以直角排列 - 想象一下非常小的摩天大楼的骨骼。该团队首先创建立方体结构，以测试辅助设计的灵活性、强度和渗透性。
