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Science正刊:硅胶3D打印大脑血管,可用于改善神经外科手术
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade4441 Senthilkumar Duraivel et al. A silicone-based support material eliminates interfacial instabilities in 3D silicone printing.Science, 379: 1248-1252 DOI:10.1126/science.ade4441 有机硅弹性体耐热、耐化学剂、耐风化、耐臭氧、耐潮湿、耐紫外线(UV)照射,使其成为制造无数产品的关键。有机硅弹性体结构可以通过使用传统技术,如成型,或先进技术,如软光刻和3D打印制造。然而,由于液态硅预弹性体的界面行为所带来的挑战,使用有机硅弹性体的3D打印通常会导致低质量的产品。这些挑战可以通过使用嵌入支撑材料来部分解决,该材料在移动打印喷嘴周围流动,同时将沉积的油墨捕获在空间中,为打印结构提供稳定性。然而,即使在这样的稳定条件下,印刷油墨及其支撑介质之间的界面张力也会在固化之前驱动印刷结构的变形和破裂。用添加剂改性硅树脂油墨可以稳定3D打印结构,但使用未经改性的硅树脂油墨进行增材制造的通用方法仍然难以捉摸。在不进行油墨改性的情况下,实现高质量3D硅胶打印的一种方法是通过使用与其稳定的印刷油墨化学性质相似的支撑材料来消除界面张力的破坏作用。因此,迫切需要开发化学性质类似于聚二甲基硅氧烷(PDMS)油墨的支撑材料。 基于此,美国弗罗里达大学的Thomas E Angelini教授等报道一种由PDMS制成的3D打印精确、复杂详细的结构的方法(超低界面张力增材制造,AMULIT),该结构使用的支撑材料在与硅胶墨水接触时表现出可忽略不计的界面张力。通过调整这种支撑材料的弹性和流动特性,实现了高性能打印,能够制造如脑动脉瘤模型等复杂的形状。各种结果表明,AMULIT 3D打印技术可以用于制造复杂的硅胶结构,用于生物材料设计和手术模拟器,并且他们引入了将打印方法扩展到其他材料的可能性。论文以《A silicone-based support material eliminates interfacial instabilities in 3D silicone printing》题发表在Science上。
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