Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Исследование ученых Томского политеха поможет оптимизировать технологии 3D-биопечати

Новости


06:08, 2 Апреля 24
Электроэнергетическая Россия Сибирский ФО
Исследование ученых Томского политеха поможет оптимизировать технологии 3D-биопечати

Исследование ученых Томского политеха поможет оптимизировать технологии 3D-биопечати Ученые лаборатории тепломассопереноса Инженерной школы энергетики и Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ исследовали, как ведет себя гелеобразная жидкость при проникновении в пористый слой наномембран, применяемых в тканевой инженерии.

Изучение механизма осаждения частиц гидрогеля в поры наномембранного материала позволило составить более точную математическую модель для прогнозирования процесса формирования функционального слоя при трехмерной биопечати. Полученные данные позволяют оптимизировать технологии биопечати с использованием полимеров и микропроизводства биоматериалов. 
 
Гидрогель — один из наиболее перспективных и популярных биополимеров для биомедицинских применений, включая создание новых материалов методом 3D-печати. Он используется в качестве основного компонента биочернил. Для прогнозирования процесса формирования слоя при трехмерной биопечати важно понимать механизм взаимодействия биочернил с поверхностью. При этом значимое влияние на процесс оказывают свойства поверхности.
 
Ученые Томского политеха экспериментально исследовали гидродинамические характеристики взаимодействия частиц гидрогеля с пористыми наномембранными материалами, когда биочернила проникают вглубь наномембран. В рамках исследования они смоделировали процесс биопечати методом воздушной микрофлюидики. Для этого была использована разработанная политехниками ранее экспериментальная лабораторная установка. Суть процесса заключается в том, что создаются два потока жидкости — микрокапельный и микроструйный, которые управляемо соединяются в воздухе, формируя однородные микросферы гидрогеля на основе альгината натрия. Далее они соударяются с полимерной наномембранной поверхностью. Политехники проанализировали кадры высокоскоростной видеорегистрации для оценки динамики растекания гидрогеля вдоль поверхности. С помощью математического аппарата было учтено количество гидрогеля, которое уходит вглубь материала, и другие важные показатели процесса осаждения микросфер.
 
«На предыдущем этапе исследования мы детально изучили процесс растекания биочернил в виде отдельных микросфер вдоль гладких стеклянных подложек, традиционно используемых в 3D-биопечати. Изучение гидродинамического поведения микросфер гидрогеля при проникновении в поры нановолокнистых мембранных материалов позволило составить более точную модель для описания процесса формирования слоя при трехмерной биопечати. При этом исследованы два последовательных взаимодействия: удар первой микросферы гидрогеля о сухую поверхность — столкновение «частица-поверхность» и затем удар второй микросферы гидрогеля о первую —  столкновение «частица-частица», — рассказывает руководитель проекта, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Максим Пискунов.
 
 
Разработанный прогностический аппарат является универсальным. Его можно применять для описания процесса формирования слоя при использовании разных биополимерных чернил и разных нановолокнистых поверхностей.
 
Также ученые предложили концепцию технологии формирования слоя биополимера с контролируемыми геометрическими параметрами в рамках 3D-биопечати напрямую на нановолокнистом каркасе. Кроме того, они оценили ряд технологических параметров движения печатного узла с микросоплами. В частности, показано, по каким траекториям может двигаться сопло, которое генерирует биочернила в биопринтере и с какими скоростями они должны двигаться.
 
«Полученные результаты будут актуальны при выборе оптимальных технологий 3D-биопечати под конкретные задачи, в том числе для контролируемой доставки биологических материалов и активных фармацевтических ингредиентов внутрь и вблизи нановолокнистого каркаса будущей ткани. При управляемом соударении гидрогелевой микросферы-носителя клеточных культур или фармпрепаратов с нановолокнистой поверхностью появляется возможность их адресного распределения вдоль и вглубь каркаса. Это задача наших будущих исследований», — подчеркивает Максим Пискунов.
 
Источник: Томский политехнический университет 


Все новости за сегодня (15)
05:36, 19 Апреля 24

«Лабинские электрические сети» выдали 100 кВт мощности универсальным спортзалам

дальше..
05:33, 19 Апреля 24

МЭС Волги обновляют опоры магистральных ЛЭП в пяти регионах Поволжья

дальше..
05:30, 19 Апреля 24

На востоке Москвы модернизирован газорегуляторный пункт «Кусковский»

дальше..
05:27, 19 Апреля 24

«Мосэнерго» в I квартале 2024 года увеличило выработку электроэнергии на 3,8%, отпуск тепла — на 9,3%

дальше..
05:26, 19 Апреля 24

Сургутская ГРЭС-2 готова к пропуску паводка

дальше..
05:06, 19 Апреля 24

Учёные Росатома разработали новую технологию производства радиофармпрепарата на основе галлия-68

дальше..
05:04, 19 Апреля 24

Утверждены новые параметры регулирования частоты и перетоков активной мощности для энергообъединения СНГ, Балтии и Грузии

дальше..
05:02, 19 Апреля 24

«Россети Ленэнерго» отремонтировали свыше 480 км ЛЭП в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

дальше..
05:00, 19 Апреля 24

ДГК пополнила электромобилями автопарк приморских энергопредприятий

дальше..
04:59, 19 Апреля 24

«Волгаэнерго» повысит качество воды в Автозаводском районе Нижнего Новгорода

дальше..
04:54, 19 Апреля 24

Барабинская ТЭЦ модернизирует пылесистемы на двух котлах

дальше..
04:52, 19 Апреля 24

«Транснефть – Урал» в I квартале 2024 года обследовала 2 800 км магистральных трубопроводов

дальше..
04:46, 19 Апреля 24

Сакская ТЭЦ ввела в эксплуатацию комплекс автоматического дистанционного управления

дальше..
04:15, 19 Апреля 24

В Кировской области газифицирована деревня Осинцы

дальше..
04:12, 19 Апреля 24

В Северске монтируют ограждающую конструкцию реактора энергокомплекса IV поколения

дальше..
 

Поздравляем!
Ангарская нефтехимическая компания отмечает 70 лет со дня выпуска первой продукции Ангарская нефтехимическая компания отмечает 70 лет со дня выпуска первой продукции

70 лет исполнилось со дня выпуска первой продукции Ангарской нефтехимической компании (АНХК, входит в нефтеперерабатывающий и нефтехимический блок НК «Роснефть»). В 1954 году на заводе гидрирования Комбината-16 (так тогда назвалась АНХК) была выпущена первая партия метанола.



О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика