3D打印技术应用与发展PPT课件.ppt

CELL PRINTING b d 美国 Clemson University ， 2001 a. 一层细胞一层凝胶层叠 b. 胶凝固 , 使细胞固定并融合 c. 凝胶在经过热处理后被清除 3D BIOPLOTTER 将细胞与琼脂基复合材料共混， 挤出成形在具有交联剂的底板 上，层层叠加，形成还有细胞 的三维结构体。 目前只看到成形三天后细胞生 物学评价的报道 3D BIOASSEBMLY 集成了微滴喷射和连续挤 出成形等四个喷头的设备 3D CELLASSEMBLY ? 基于 MEM 工艺，清华大学于 2002 年开发了细胞三维受控组装机 第一代细胞三维受控组装机 第二代细胞三维受控组装机 分级结构 三级结构：蜂窝结构 Cellular Structure A B D 二级结构：网状结构 Reticular Structure 一级结构：单元结构 Location Structure C 细胞 - 基质三维开放分级结构体系 ? 三级结构，蜂窝结构，它具有营养和新陈代谢物交换的通道 ，作为血管化预留空间，孔径为50μm～1000μm； ? 二级结构，网状结构，由支撑网架和微单元所组成，其尺寸 为100μm～500μm； ? 一级结构，单元结构，类组织体内外培养时细胞在其内部具 有一定的游走和相互传递信息的空间。 单元结构 Location Structure 网状结构 Reticular Structure 化学交联 蜂窝结构 Cellular Structure 物理交联 明胶 / 壳聚糖三维结构 15mm 10mm 肝细胞 / 明胶 / 壳聚糖结构体培养 30 天 激光共聚焦照片 肝细胞 / 明胶 / 壳聚糖结构体培养 30 天后 的组织切片 微纳米加工中的快速制造 ? 日本大阪大学“纳米牛”－光固化技术 ? 美国 University of Illinois 微笔喷射 技术 ? 美国西北大学蘸水笔技术 ? 清华大学激光引导直写技术 ? 清华大学尖笔直写技术 日本大阪大学 日本大阪大学将双光子吸收与光固化制造微结构方法相结合， 用非线性方法获得了尺寸小于光学亚衍射限，达到 120nm 的微 结构。图为他们用 TPA 制造的 “ 纳米牛 ” ，总长为 10mm ，总高为 7mm ，其中细部特征尺寸达到 150nm 。 美国 University of Illinois 大学 采用含有聚阴离子和聚阳离子的高分子混合物通过微笔喷射 到溶液中并迅速固化，成型网状三维结构，细丝直径为 0.5 ～ 5.0μm 美国 西北大学 美国西北大学 Mirkin 小组首先提出了蘸水笔纳米加工技术 DPN(Dip-Pen Nanolithography) ，实现样品表面高精度图形 的直接加工。 DPN 利用原子力显微镜 AFM 探针将 SAM(self assembly monolayer) 材料涂覆在样品表面，得到单分子层的 淀积图形。 清华 大学－激光引导直写技术 清华大学利用激光捕获粒子或者细胞，并将细胞输 运到制定的位置，通过移动底板，可以进行微米级 结构器件的堆积成型。 引导实验 ? 激光波长 1064nm 激光功率 600mW ? 直写实验 300mW 10min/dot 30um/dot 18dots 清华 大学－尖笔直写技术 利用高分子溶液剪切变稀的原理，在重力作用下 ，实现微流体的堆积。 分级空心薄壁管支架，壁厚 150μm 生物医学领域的快速制造 ? 无托槽隐形矫牙颌畸形矫治器快速制造 ? 生物材料快速制造 ? 基于快速成形的细胞受控三维组装 无托槽隐形矫牙颌畸形矫治器制造技术流程 矫治过程模 拟 每步矫治后牙颌 数字模型 医师知识 原始牙颌 石膏模型 原始牙颌 数字模型 安全准则 每步矫治后牙颌 实物模型 牙颌畸形过程计算机辅 助诊断与矫治设计系统 层片图象三维重 建 层析设备 光固化快速成形设 备 压膜机与后处理器 械 无托槽隐形 矫治器的临 床应用 层析法重建牙颌数字模型的技术流程 … … … Aurora350 型光固化快速成形机 Aurora350 型光固化快速成形机生产矫治器模 具及矫治器 采用无托槽隐形矫治器治疗的正畸过程 矫治前 矫治中 矫治模拟结果 生物材料的快速制造 -LDM ? 快速成形与相分离工艺相结合 ? 在低温下