蘇黎世理工Leroux教授與鮑寅寅研究員課題組：利用液態大分子光引發劑實現生物可降解彈性體的無溶劑3D打印
與醫學成像相結合，3D打印技術為個性化醫療器械及可降解植入物的快速制造提供了前所未有的機遇，尤其是基于光聚合的增材制造可以達到最優的分辨率和表面質量，例如數字光處理技術（DLP）。可惜的是，常用的可降解DLP打印材料一般利用低聚物溶于大量溶劑或稀釋劑以滿足液體樹脂的打印參數，限制了其打印產物的力學性能和可降解能力。
近日，蘇黎世聯邦理工學院藥學系Jean-Christophe Leroux教授與鮑寅寅研究員課題組聯合材料系André R. Studart教授及化學系Hansj?rg Grützmacher教授報道了基于液態大分子光引發劑的生物可降解彈性體的無溶劑3D打印，其力學性能和可降解能力完全不受DLP打印中常用反應性稀釋劑的影響。利用可加熱DLP打印機，成功實現了較高分子量可降解聚合物的無溶劑3D打印。
圖1. 無溶劑可降解聚合物3D打印體系的設計與打印展示
研究人員通過功能化光引發劑分子引發D,L-丙交酯和ε-己內酯兩種單體無規共聚制備了兩種不同結構的液態大分子光引發劑。其與3D打印可降解聚合物具有良好的相容性，可以在不添加任何助溶劑的條件下快速制備樹脂。在前期工作的基礎上（Science Advances, 2021, 7, eabe9499），利用該引發劑打印了一系列具有不同分子量的可降解光聚合物，并研究了力學性能和降解能力的分子量依賴性，有效避免了常規溶劑或稀釋劑對于性能的影響。研究人員進一步測試了這種大分子光引發劑對于其他種類光固化材料的打印效果，結果顯示其與不同材料均具有良好的相容性，可以實現高質量的無溶劑3D打印。并且利用半結晶聚合物——甲基丙烯酸脂功能化的聚ε-己內酯實現了形狀記憶彈性體的增材制造。
圖2. 不同材料的3D打印效果
相關結果在線發表于Macromolecules （DOI: 10.1021/acs.macromol.1c00856）。ETH藥學系碩士生Matthias Sandmeier與博士生Nevena Paunovic為共同第一作者。Jean-Christophe Leroux教授和鮑寅寅研究員為文章的共同通訊作者。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c00856
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