澳洲研究人員開發(fā)出蠶絲PLA 3D打印復合材料 并尋求其臨床試驗

dy1993   2017-06-19 13:47:05

作為一種基于玉米的可生物降解塑料,PLA幾乎用于每臺桌面3D打印機上,但人們也在研究它的工業(yè)應(yīng)用潛能,尤其希望用它來代替其它塑料,如ABS,因為它們通?;谑?,對環(huán)境有害。

自2008年以來,Alan Lau教授及其研究團隊一直在研究如何將PLA用于生物醫(yī)學領(lǐng)域?,F(xiàn)在在斯威本科技大學,Lau教授透露,他們已經(jīng)準備好在生物體內(nèi)測試添加有蠶絲的PLA復合材料。在這個階段之后,這種專門設(shè)計的材料也許可用于臨床試驗,最終成為可用于人體的植入物。

替代有毒塑料和金屬

用來將斷裂的骨頭釘在一起以及為身體提供支撐的醫(yī)用植入物通常由金屬(也即是不銹鋼或鈦)或高強度塑料(如PEEK)制成。雖然這些植入物能修復骨頭,但其主要缺點是之后它們必須被去除。這既多了一次手術(shù)程序,帶來了更多風險,也讓骨骼變得脆弱。

相比之下,PLA能被逐漸吸收到身體內(nèi),這使其成為一種很有吸引力的替代材料。

用PEEK和鈦制成的腰椎融合器

蠶絲:自然界中最強的纖維之一

蠶絲是自然界中最強的纖維之一。研究中,Lau教授將蠶絲纖維添加到PLA中,作為一個結(jié)構(gòu)加強。

開始時,PLA的GPa(壓力單位,千兆帕斯卡爾)為3.21。當添加入蠶絲時,其強度增加了27%,達到4.08GPa,這樣的強度已接近尼龍或MDF,但同時材料仍保持著可生物降解性。

蠶絲PLA復合材料中的蠶絲纖維

用3D打印蠶絲加強骨骼

目前,Lau教授的團隊正在致力于用蠶絲PLA復合材料來制造手術(shù)針和骨性支架。Lau還設(shè)想通過3D打印和掃描技術(shù)來用該材料制造定制植入物。“現(xiàn)階段我們?nèi)〉昧撕艽蟮某删?,但還有很長的路要走,”Lau教授說。

佛羅里達大學和韓國也一直在研究蠶絲在3D打印材料中的應(yīng)用。此外,美國凱斯西儲大學(CWRU)已經(jīng)將石墨烯納米管添加到PLA中,使其更強大,從而可用于醫(yī)學領(lǐng)域。

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