科学家受生物启发创建了可用于微创的4D打印微针
未知大陆发表于 2020-02-06浏览量：评论数：
新泽西州罗格斯大学的研究人员创建了具有生物启发性的可编程微针，可以使用投影微立体光刻技术（PµSL）增强组织粘附力。
受寄生虫、蜜蜂的带刺和豪猪的刺的微钩的启发，制造了4D打印的朝后倒钩，并设计为水平变形以在与组织接触时微创。发表在《高级功能材料》上的这项研究的资深作者Howon Lee解释说：“我们认为4D打印的微针阵列将使微创性、无痛性和易于使用的微针在药物、伤口愈合、生物传感和其他软组织应用方面得到更有力和持续的应用。”
受生物启发的4D打印针
据研究人员称，皮下注射针头容易引起疼痛，疤痕和感染。由于它们在医院和实验室中广泛用于抽血和注射药物，因此这些风险相当普遍。微针由于其短、薄、微创、消除疼痛和感染风险而被视为一种解决方案。
尽管如此，关于药物递送，微针对组织没有显示出强的粘附力。这项研究指出：“用于微针制造的典型微制造技术可产生光滑平整的侧面轮廓，这不可避免地导致组织粘附力弱。自然界中的一些生物已经开发出了有趣的解决方案，可以在微观长度范围内实现牢固的组织粘附。”
罗格斯研究小组观察到，有刺的蜜蜂刺针表现出的附着力是无刺针头的70倍。此外，北美豪猪的自然皮毛具有向后可倒置的微型倒刺，其组织粘附力是无刺刺鼠的三倍。这些生物以及寄生虫的微钩被用来形成具有弯曲结构的4D打印微针。
4D打印的微针具有倒刺，倒刺在插入时可与组织互锁，从而增强附着力
增加微针的运动
4D打印是指具有可编程运动或变形特性的3D打印对象。这些带刺的微针的可转化元素是在将它们浸入乙醇中以进行PµSL处理后进行冲洗时产生的。倒钩底部的未固化单体扩散出去，留下疏松的空间，使它们在插入后朝向相反的方向。
使用鸡肌肉组织作为软组织模型，与无刺针相比，研究人员使用这些微针的组织粘附力提高了18倍。研究总结说：“我们通过控制曝光时间和前体溶液的材料成分证明了倒钩厚度和弯曲曲率的控制。”
C–E）具有倒刺的4D打印微针阵列的SEM图像
