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  與醫(yī)學(xué)成像相結(jié)合，3D打印技術(shù)為個性化醫(yī)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(yōu)的分辨率和表面質(zhì)量，例如數(shù)字光處理技術(shù)（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(shù)，限制了其打印產(chǎn)物的力學(xué)性能和可降解能力。

  近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院藥學(xué)系Jean-Christophe Leroux教授與鮑寅寅研究員課題組聯(lián)合材料系A(chǔ)ndré R. Studart教授及化學(xué)系Hansj?rg Grützmacher教授報道了基于液態(tài)大分子光引發(fā)劑的生物可降解彈性體的無溶劑3D打印，其力學(xué)性能和可降解能力完全不受DLP打印中常用反應(yīng)性稀釋劑的影響。利用可加熱DLP打印機，成功實現(xiàn)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(shè)計與打印展示

  研究人員通過功能化光引發(fā)劑分子引發(fā)D,L-丙交酯和ε-己內(nèi)酯兩種單體無規(guī)共聚制備了兩種不同結(jié)構(gòu)的液態(tài)大分子光引發(fā)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(chǔ)上（Science Advances, 2021, 7, eabe9499），利用該引發(fā)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(xué)性能和降解能力的分子量依賴性，有效避免了常規(guī)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(fā)劑對于其他種類光固化材料的打印效果，結(jié)果顯示其與不同材料均具有良好的相容性，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的無溶劑3D打印。并且利用半結(jié)晶聚合物——甲基丙烯酸脂功能化的聚ε-己內(nèi)酯實現(xiàn)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(guān)結(jié)果在線發(fā)表于Macromolecules （DOI: 10.1021/acs.macromol.1c00856）。ETH藥學(xué)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