美国西北大学开发出特别适合医疗用途的3D打印石墨烯油墨

美国西北大学的研究团队成功地使用石墨烯3D打印(通过挤出)出任意形状和大小、具备导电性、机械弹性和生物相容性的支架。到目前为止他们的测试已经表明,3D打印的石墨烯脚手架是非常灵活,可以制造的直径范围为100微米到1000微米,而且数厘米也是可能的。

这一成果发表在了《ACS Nano》杂志在线版上,论文名称是《基于电子和生物医学应用的高含量石墨烯支架的3D打印(Three-Dimensional Printing of High-Content Graphene Scaffolds for Electronic and Biomedical Applications)》。在论文中研究人员称,他们使用的3D打印线材的主要含量就是石墨烯(含量高达60%)。虽然石墨烯本身是硬而脆的,通过一种特别的生物相容弹性粘接剂——PLG,他们的解决方案非常适合3D打印而且有弹性。

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那么这种石墨烯油墨是怎么制造出来的呢?简而言之,它是将弹性体溶液与石墨烯粉体分散混合。该溶液随后被增稠和浓缩。这个工艺过程在理论上无论多大的规模都可以做,可以保证常规的医疗应用。

这些石墨烯油墨特别适合医疗应用,它们很容易用在手术中,可以制成任何尺寸,并能够缝合到人体组织中。尤其值得注意的是,这种3D打印的石墨烯结构可以用在准备变成神经细胞的干细胞中。我们已经展现了3DG支架诱导成熟间叶干细胞的神经分化的能力,而且这一分化不需要任何其他神经生长因子或外界刺激。这一革命性的全新3D打印油墨可能会由此打开更多的机会之门,比如促进受损或无功能的组织如神经、骨骼、甚至心脏肌肉的再生。由于它们比较易于生产和在医疗环境中使用,石墨烯油墨无疑将会在医疗行业掀起一场风暴。除了这些医疗应用之外,这种石墨烯油墨也可以用来开发可植入的生物传感器和各种电子装置。所以这确实是个重大的突破,看起来下一代3D打印技术已经近在咫尺了。

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