Новая концепция микронанообработки стимулирует масштабируемость и непрерывную обработку изготовление и сборку частиц в микрожидкостных системах. Ученые из Технологического университета Аахена в Германии использовали технологию 3D - печати Nanoscribe 2PP для разработки и демонстрации нового процесса потока, интеграции каналов и непрерывного производства для производства сверхмалых 3D - частиц любой формы. Процесс печати показывает, что 150 000 частиц непрерывно производятся в течение 72 часов. Технология 2PP (2)фотонная полимеризация, TPP)Высокая степень свободы конструкции, высокая точность формы и гибкость материала позволяют изготавливать частицы различной формы, размера микрона, субмикронных характеристик и различных материалов. Целью исследования является применение этого метода сборки частиц в инженерных применениях клеточной ткани и расширение диапазона изготовления саморегулируемых, отзывчивых и проницаемых 3D - кронштейнов.

Частицы миллиметрового и микронного уровней могут быть гибко применены к опорам, необходимым для химических и биохимических реакторов. Биореакторы используются для фиксации и анализа ферментов, клеток или микроорганизмов на внутренней структурной поверхности реактора, и ключом к их производительности является способность регулировать свойства частиц, которые влияют на свойства биологических реакций. Чтобы расширить это применение, ученые из Технологического университета Аахена RWTH Aachen University и Института интерактивных материалов DWI - Leibniz Institute for Interactive Materials в Аахене, Германия, представили новую концепцию микронанолитографии с непрерывным вертикальным потоком двухфотонов, которая реализует высокопроизводительную микронанообработку частиц со сложными формами, микрометровыми размерами и субмикронными характеристиками, что позволяет частицам размером около 20 мкм собираться в 3D - кронштейнах при взаимодействии с поверхностью. В исследовании ученые также проанализировали сопротивление проникновению и плотность накопления 3D - компонентов с использованием различных форм частиц, размеров и материалов.

Ключевым моментом является технология двойной фотонной полимеризации (2PP) устройства печати Nanoscribe. Двойные фотоны сканируются на плоскости xy, в то время как поток жидкой смолы непрерывно передает напечатанные XY - срезы в направлении z. Как только одна частица будет завершена, следующая будет сделана таким же образом в процессе непрерывной печати. Используя программное обеспечение DeScribe от Nanoscribe и скрипты phyton для настройки выходных файлов, можно разрезать различные конструкции со сложной геометрией и подготовиться к печати жидкости. Процесс печати жидкости является непрерывным, поэтому можно производить тысячи частиц в течение нескольких часов, что позволяет печатать до 150 000 частиц в течение 72 часов. Основываясь на большой степени свободы проектирования 3D - принтера 2PP *, можно производить частицы любой формы. Поточная печать частиц имеет очевидные преимущества по сравнению с базовой печатью, но для достижения непрерывного производства частиц один за другим, изготовление двух частиц не требует времени ожидания. При пошаговой печати метод подвижной печати также обходит z - перемещение несущего стола, поскольку именно поток передает XY - срез в направлении z. Таким образом, потоковая печать представляет собой увеличение скорости изготовления мелких и сложных частиц формы.

Сборка гранул для 3D биогибридных тканей

Частицы размером менее 100 мкм могут образовывать сложные клеточные стенты после самосборки, реактивные свойства которых могут быть соответствующим образом скорректированы при настройке формы, размера, пористости и свойств материала. Эта высокая гибкость идеально подходит для создания стентов для клеточной культуры и тканевой инженерии. Корректировка геометрии частиц влияет на отношение объема поверхности, что позволяет настроить гидродинамику, которая проходит и окружает структуру. Тем не менее, управление процессом гранулированной ткани по - прежнему сопряжено с трудностями при использовании подвижной самосборки производственных кронштейнов.

Чтобы исследовать 3D - биогибридную ткань, ученые изучили взаимодействие фибробластов - культур мышей с частицами, напечатанными с использованием наноскопического безклеточного токсичного фоторезиста IP - Visio, который обладает низкой флуоресцентностью и может лучше проводить клеточный анализ под микроскопом. После четырех дней культивирования клетки непрерывно размножаются, прикрепляются и проникают в стент во взаимодействии с печатным кронштейном, а частицы соединяются друг с другом, чтобы сформировать новую форму ткани.

Ссылки на литературу:

Производство, сборка потока и проникновение микроскопических частиц любой формы