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基于纖維素的新型環保3D打印墨水可制造植入物和假體

童程童美 2017-06-13

據悉,瑞士聯邦材料科學和技術實驗室(Empa)的兩名研究員用纖維素納米晶體(CNC)開發出一種新的環保型3D打印墨水,可用于制造具有出色機械性能的生物醫學裝置。纖維素是一種填充有葡萄糖的物質,是木材的主要成分之一。

摘要

據悉,瑞士聯邦材料科學和技術實驗室(Empa)的兩名研究員用纖維素納米晶體(CNC)開發出一種新的環保型3D打印墨水,可用于制造具有出色機械性能的生物醫學裝置。纖維素是一種填充有葡萄糖的物質,是木材的主要成分之一。

基于纖維素的新型環保3D打印墨水可制造植入物和假體

這些CNC是一些長120納米、直徑6.5納米的小棒狀結構。之前也曾有人將CNC用于3D打印墨水中,但量比較少,最多只占2.5%左右,而此次Empa研究員將CNC含量提高到20%。

為了讓打印件具有強度,研究員嘗試將CNC加入到一種基于聚合物的混合物中。理論上這可能是一場災難,因為“大多數聚合物是防水或疏水的,而纖維素則會吸收水分,是親水的,結果是它們不是很兼容”。

幸運的是,在對完成后的打印件進行UV輻射硬化后,CNC與聚合物“交聯”,并幾乎完美地與打印方向對齊,一種具有優異機械剛度的材料由此產生。

基于纖維素的新型環保3D打印墨水可制造植入物和假體

用Empa研究員開發的這種創新性3D打印墨水來制造生物醫學設備和其他對象有好幾個優點。一方面,墨水是用纖維素制成的,纖維素是一種可再生和含量豐富的材料。再者,這種材料具有生物安全性,可以用來制造人體植入物。

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