基于琼脂—明胶颗粒支撑的水凝胶3D打印的研究

发布时间：2024-03-30 04:51

　　目前,3D打印技术已经在工业、建筑、生物医疗等领域得到了广泛的应用。随着3D打印技术发展,3D打印产品逐渐走近千家万户,大到飞机建筑,小到普通3D工艺品,3D打印技术逐渐融入到人们的日常生活和科研及生产活动中。尤其是在组织工程中,3D打印的应用在最近十几年得到快速发展。组织工程中的3D打印技术又被称为生物3D打印技术,其原理:首先将生物材料与目标细胞混合,利用3D打印技术得到所需要的三维结构,然后经过后处理得到具有生物活性的器官模型。海藻酸钠水凝胶因其具有良好的生物兼容性,是生物打印比较常用的生物材料。通过加入适当比例的明胶成分,在增强凝胶机械性能的同时还能够满足打印要求。本文通过两种工艺对水凝胶打印进行研究,研究的重点分为以下几个部分:⑴搭建凝胶打印平台,可以进行低温挤出打印和支撑挤出打印。实验选用琼脂-明胶颗粒作为支撑材料,并介绍支撑材料的制备过程,通过实验找到满足支撑打印琼脂、明胶的合适配比。⑵对本文使用的琼脂-明胶颗粒支撑材料进行理论分析,得到能够在支撑材料成型的理论依据。通过旋转式多功能流变测量剪切应力与剪切速率的关系,可知实验使用的海藻酸钠混合溶液为假塑性-幂律流体。根据假...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1几种3D生物打印原理图[14]

基于琼脂-明胶颗粒支撑的水凝胶3D打印的研究4激光辅助技术：其原理是脉冲激光透过透明基质聚焦在激光吸收层上，靠近吸收层的生物材料薄膜受热形成蒸汽泡，生物薄膜与空气分界处聚集大量蒸汽泡，这些蒸汽泡受热膨胀变形，挤压生物材料至沉积面板上[32]。一般将纳秒激光、紫外线或紫外线波长作为....

图1.23D打印技术在医学领域的研究发展[36]

宁波大学硕士专业论文5蒸汽泡，蒸汽泡挤压生物材料至基底层上；图D为挤压式生物打印机通过压力将生物材料挤出至沉积板上；图E为光固化立体印刷机使用数码投光器选择性交联生物墨水。1.23D打印技术在医学领域应用根据3D打印实现的难易程度，可以将3D打印在医学领域的应用划分为四个层次[3....

图2.1低温打印工艺流程图

基于琼脂-明胶颗粒支撑的水凝胶3D打印的研究102打印平台的搭建及支撑材料的配置2.1凝胶成型工艺原理本文采用的是挤出成型技术，由于海藻酸钠凝胶在室温条件下很难成型，实验采用两种成型工艺，一种是将海藻酸钠混合溶液挤出到低温沉积平台上，利用温差作用使凝胶快速凝固成型；另一种是将混合....

图2.2凝胶打印过程状态变化

宁波大学硕士专业论文11明胶分子交错的缠绕在一起；第二种状态是混合水溶液受压力被挤到冷却平台上时的状态，由于制冷板的低温作用，明胶会迅速发生固化现象，明胶分子链可以和水分子氢键连接，使凝胶可以保持稳定的形态[57]；第三种状态是将打印好的凝胶结构完全浸入氯化钙溶液内，此时钙离子会....

本文编号：3941836