高精度DLP打印墨水：光固化PCLMA

來源： EngineeringForLife


聚己內(nèi)酯(PCL)是一種人工合成疏水性脂肪族聚酯，其已被FDA批準(zhǔn)用于臨床。由于具有良好的生物相容性、較低的免疫原性及優(yōu)良的成型性能，PCL已被廣泛應(yīng)用于許多研究領(lǐng)域，包括：組織工程支架、長效藥物控釋載體、3D打印、靜電紡絲等。

目前商業(yè)化的PCL多為線性高聚物，在加工成型方面主要使用熔融擠出、靜電紡絲、注塑和澆注等工藝，較難滿足復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)制造。EFL團隊通過在三臂PCL分子末端引入雙鍵，賦予其光固化能力，推出光固化聚己內(nèi)酯樹脂EFL-PCLMA-3080。EFL-PCLMA-3080在40~50℃時具有良好流動性，固化迅速（小于10s），生物相容性良好，可通過光固化3D打印制造復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)。

1. 理化性能

圖1 EFL-PCLMA-3080制備過程及核磁氫譜

圖2 EFL-PCLMA-3080流變特性：（A,B）光固化過程流變數(shù)據(jù)；（C,D）EFL-PCLMA-3080在不同溫度下的黏度數(shù)據(jù)

2. 打印性能
流變數(shù)據(jù)顯示，PCLMA光固化墨水揮發(fā)性小，黏度低，收縮性小，固化成型速度快，且具有較高的機械強度，非常適合投影式光固化3D打印（DLP）工藝。為此，EFL團隊通過系列打印工藝優(yōu)化，推出配套的光固化PCL墨水（EFL-BI-PCLMA-002），配合EFL團隊研發(fā)的BP-86系列光固化生物3D打印機，可輕松實現(xiàn)PCLMA高精度支架的制備。從下圖可以看出，打印結(jié)構(gòu)精度高、表面質(zhì)量好，具有較高的保真度。

圖3 投影式光固化3D打印機（EFL-BP-86系列）打印的PCLMA仿生微結(jié)構(gòu)：方形網(wǎng)格支架（左上）和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（右上，下）


圖4 投影式光固化3D打印機（EFL-BP-86系列）打印的PCLMA支架及其SEM表征：側(cè)孔支架（上）和血管支架（下）

3. 生物性能

圖5 PCLMA打印件的生物相容性（內(nèi)皮細(xì)胞HUVEC）