示意图说明了将2D纳米纤维垫转化为具有(a)为圆柱形的空心管形模具和(b)为管形的定制支架的程序。照片(c)代表了可以用不同的模具形状创建的不同的支架。信贷:精卫谢

 

研究人员开发了一种新的方法来创建用于生物医学应用的3D支架。天富平台优势

 

在电影《变形金刚》中，汽车可以变成机器人、喷气机或各种机械。类似的概念启发了一组研究人员，他们将气体发泡(一种诱导气体气泡的化学混合物)和3D成型技术结合起来，将电纺膜快速转化为复杂的3D形状，用于生物医学应用。

 

在AIP出版的《应用物理评论》(Applied Physics Reviews)上，该小组报告说，与其他方法相比，他们的新方法在速度和质量上都有显著提高。这项工作也是第一次成功展示，通过在这些转化的3D纳米纤维支架上分化人类神经前体细胞/干细胞，形成具有有序结构的3D神经组织结构。

 

“静电纺丝是一种生产纳米纤维膜的技术，”内布拉斯加州大学医学中心的合著者谢经伟说。“它背后的物理原理涉及到应用电的力量来克服溶液的表面张力，在溶剂蒸发后将溶液射流拉长成连续的超细纤维。”

 

由于静电纺丝的固有特性，纳米纤维通常沉积成结构致密、孔径小于细胞尺寸的二维膜或片状。

 

 

他解释说:“这极大地抑制了静电纺丝纳米纤维的应用，因为细胞不能播种或穿透纳米纤维膜，这是不受欢迎的。”

 

研究人员将气体发泡和3D成型概念结合起来，在有限的空间内扩展纳米纤维膜，形成圆柱形、长方体、球形和不规则形状的预先设计的3D纳米纤维物体。关于天赋平台

 

“我们的3D物体具有合适的孔隙大小和可控制的纤维排列，可以引导和增强细胞渗透，形成新的组织，”谢说。

 

这个小组的工作意义重大，因为它可以在一个小时内完成。其他方法可能需要长达12个小时才能完成转换过程。

 

谢教授说:“由于具有模仿细胞外基质结构的能力，静电纺丝纳米纤维在组织工程、再生医学和组织建模等方面显示出巨大的应用潜力。”

 

该小组最有趣的发现之一是，在3D纳米纤维物体上涂上明胶后，它们表现出超弹性和形状恢复能力。

他说:“在循环压缩过程中，用聚吡咯涂层功能化的明胶包覆的立方体支架显示出动态电导率。”

 

 

他们还证明了长方体形状的纳米纤维物体对猪肝损伤模型中的可压缩出血是有效的。

 

在未来，该小组的方法可能有助于“使非治疗性生物材料用于组织修复和再生，如使用预先设计的纳米纤维物体来适应不规则组织缺陷，”谢说。“除此之外，超弹性和形状恢复可以让3d -纳米纤维物体以微创的方式应用。”