基于液态模板的微型组件:一个可用于组织工程学的工具

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在波节区域的聚乙烯(苯乙烯—二乙烯基苯)小珠的能量漂移和装配(上);在波腹区域的铜-锌粉末的能量漂移和装配(中);两种类型粒子的装配(下)。

由法拉第波(在垂直振动液体表面的非线性驻波)衍生出的复杂的模式已经被用来开发成可重构的、可装配多样式材料的液态模板。斯坦福大学的研究者使用这种方法得到了一个令人兴奋的新典范,特别是在组织工程学和神经系统科学应用方面有非常好的前景。

具有低成本高效益、快速的并且可重构的微型组件方法在组织工程学、微光子学和微电子学领域的应用是非常理想的。由Demirci教授领导的小组报导的方法是基于“液体表面的小颗粒向驻波的波节还是波腹运动是由它们的交会角决定的(具有小的交会角的粒子会向波节运动,而具有大交会角的粒子则会在波腹聚集)”的事实。上图清晰的说明了这个概念,图中可见聚乙烯(苯乙烯—二乙烯基苯)小珠在压力波节(红色,上)处聚集,铜—锌粉末在压力波腹(绿色,中)处聚集,还可看到两种粒子的分界线(下)。彩色图是模拟的高分子聚合物和铜–锌颗粒(向低漂移能量区域移动的粒子)的相对漂移能量图。

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源自细胞球体的组装结构(上)和在组装微载体珠上经过14天细胞培养后的三维神经结构(下)。

该技术可被用来组装一定范围内的柔软的、坚硬的和生物性的材料。尤其是该技术不需要一个支架就可以使用形状可控和细胞相容性兼具的3D网络工程方法。上图是该技术的一个示例,该图描绘了通过成纤维细胞播种的微载体珠的组装结果(图上半部分);也描绘了经过细胞培养后形成的3D神经网络结构(图下半部分)。对于组织工程,该技术与基于采放细胞球体的现有的复杂方法相比具有明显的优势。

原文:Microscale Assembly on Liquid Templates: A Promising Tool for Tissue Engineering

翻译:柳娟