3d打印机的耳朵

一切都始于耳朵。Empa的研究人员Michael Hausmann从3D打印机上移除类似人耳的物体，并解释道:“在粘性状态下，纤维素纳米晶体可以很容易地与其他生物聚合物一起被塑造成复杂的三维结构，使用3D打印机，比如生物绘图器。”一旦交联，结构保持稳定，尽管其软力学性能。Hausmann目前正在研究纳米纤维素复合水凝胶的特性，以进一步优化其稳定性和打印工艺。研究人员已经使用x射线分析来确定纤维素在打印结构中的分布和组织方式。

此时，打印出来的耳朵完全是由纳米纤维素晶体和生物聚合物制成的。然而，我们的目标是将人类细胞和治疗方法结合到基础结构中，以生产生物医学植入物。一个新的项目正在进行中，研究如何将软骨细胞(软骨细胞)整合到支架中以产生人造软骨组织。一旦水凝胶与细胞的定植被建立，耳朵形状的纳米纤维素基复合材料就可以作为一种植入物，用于遗传性耳廓畸形的儿童，例如外耳发育不完全的小耳畸形。耳廓重建可以从美学和医学上纠正畸形;否则，听力就会严重受损。在该项目的进一步过程中，含有水凝胶的纤维素纳米晶体还将用于关节软骨(如膝关节)的替换，这是由于关节磨损，如慢性关节炎。

一旦人造组织被植入人体，这种生物可降解的聚合物材料预计会随着时间的推移而降解。纤维素本身不能在体内降解，但具有生物相容性。然而，纳米纤维素之所以成为植入支架的理想材料，不仅仅是因为它的生物相容性。Hausmann说:“纤维素纳米晶体的机械性能也使它们成为如此有前途的候选材料，因为这种微小但高度稳定的纤维可以非常好地增强植入物。”

此外，纳米纤维素可以通过化学修饰将各种功能结合到粘性水凝胶中。因此，纳米纤维素的结构、机械性能和与环境的相互作用都可以被专门定制以获得所需的最终产品。Empa的研究人员说:“例如，我们可以在水凝胶中加入促进软骨细胞生长或缓解关节炎症的活性物质。”

最后但同样重要的是，作为原材料，纤维素是地球上最丰富的天然聚合物。因此，纤维素纳米晶体的使用不仅得益于这种新颖工艺的优雅，也得益于其原材料的可用性。

白色的纳米纤维素耳朵光滑地躺在玻璃载体上。刚出了生物绘图仪，它就已经很坚固而且在维度上很稳定了。豪斯曼可以批准下一步的行动。