Исследование ученых Томского политеха поможет оптимизировать технологии 3D-биопечати
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.
15:37, 24 Января 25
 «Россети Северный Кавказ» и Маша Лампочкина провели уроки электробезопасности для 28 тысяч школьников Ставрополья
дальше..
|
 |
13:53, 24 Января 25
 Уралхиммаш отгрузил оборудование для турецкой АЭС «Аккую»
дальше..
|
|
12:43, 24 Января 25
 Ростехнадзор проверит готовность Калининской АЭС к получению лицензии на эксплуатацию энергоблока №1 в продленном сроке службы
дальше..
|
|
12:41, 24 Января 25
 Бурейская ГЭС направила на благотворительные цели в 2024 году 3 млн рублей
дальше..
|
|
12:37, 24 Января 25
 «Россети Кубань» обеспечили мощностью комплекс для очистки песка в Анапе
дальше..
|
|
12:34, 24 Января 25
 Северные электрические сети Чукотки отмечают 60-летний юбилей
дальше..
|
|
12:32, 24 Января 25
 Нерюнгринская ГРЭС модернизировала энергоблок №3
дальше..
|
|
12:30, 24 Января 25
 Ростовская АЭС подарила компьютеры музыкальной школе им. Рахманинова
дальше..
|
|
12:24, 24 Января 25
 Вторичный пластик и экостанции: GRASS и СИБУР договорились о сотрудничестве в области экономики замкнутого цикла
дальше..
|
|
11:22, 24 Января 25
 Российские ученые разработали катализаторы для получения изобутилена с рекордным выходом 45%
дальше..
|
|
11:18, 24 Января 25
 «Россети Северный Кавказ» направили более 550 млн рублей на ремонт ЛЭП в Дагестане в 2024 году
дальше..
|
|
10:43, 24 Января 25
 «Волгоградэнерго» электрифицировало более 2200 объектов в 2024 году
дальше..
|
|
10:40, 24 Января 25
 На севере Свердловской области идет активная догазификация
дальше..
|
|
10:38, 24 Января 25
 «Норникель» и БЕЛАЗ заключили соглашение о партнерстве
дальше..
|
|
10:35, 24 Января 25
 Более 600 студентов прошли практику на объектах «Россети Тюмень» в 2024 году
дальше..
|
|
09:25, 24 Января 25
 На Алтае введены в строй 4 дамбы на реках Чарыш и Землянка
дальше..
|
|
09:17, 24 Января 25
 Магистранты Системного оператора прошли первую аттестацию в Томском политехе
дальше..
|
|
08:57, 24 Января 25
 «Транснефть – Дружба» в 2024 году обследовала 1200 км магистральных трубопроводов
дальше..
|
|
08:55, 24 Января 25
 Хабаровский ремонтно-механический завод ставит производственные рекорды
дальше..
|
|
08:32, 24 Января 25
 Ростехнадзор утвердил декларацию безопасности гидротехнических сооружений в селе Кочево Пермского края
дальше..
|
|
08:11, 24 Января 25
 «Пермэнерго» консолидирует выявленные бесхозяйные электросетевые объекты
дальше..
|
|
07:04, 24 Января 25
 «Россети Московский регион» запитали от подстанции 110 кВ «Ядрошино» магазин в деревне Мансурово
дальше..
|
|
06:59, 24 Января 25
 Системный оператор повышает эффективность использования электросети в Красноярской энергосистеме
дальше..
|
|
05:56, 24 Января 25
 В Калужской области модернизировали более 80 км инженерных сетей
дальше..
|
|
05:51, 24 Января 25
 «Газпром трансгаз Югорск» оказывает гуманитарную помощь новым регионам и участникам СВО
дальше..
|
|
05:45, 24 Января 25
 Казахстанские верфи построят морские платформы для разработки месторождения «Каламкас-море - Хазар»
дальше..
|
|
05:41, 24 Января 25
 «Тихорецие электрические сети» обновили 425 км ЛЭП на северо-востоке Краснодарского края
дальше..
|
|
05:38, 24 Января 25
 Серпуховский РЭС установил новую комплектную трансформаторную подстанцию вблизи «Венского леса»
дальше..
|
|
05:35, 24 Января 25
 СГК направит на ремонты ТЭЦ Алтайского края свыше 3,1 млрд рублей
дальше..
|
|
05:33, 24 Января 25
 Сургутская ГРЭС-2 помогла «Старому Сургуту» приобрести интерактивные фигуры для народных гуляний
дальше..
|
|
05:27, 24 Января 25
 На стройплощадке подстанции «Красная» в ТиНАО возведено здание закрытого распредустройства 20 кВ
дальше..
|
|
05:20, 24 Января 25
 «Краснодарские электрические сети» отремонтировали 450 км ЛЭП
дальше..
|
|
02:48, 24 Января 25
 «Востсибуголь» в 2024 году нарастил отгрузку угля до 15,6 млн тонн
дальше..
|
|
02:44, 24 Января 25
 Бийская ТЭЦ переходит на новый способ подготовки воды
дальше..
|
|
02:38, 24 Января 25
 В Москве введена в эксплуатацию газовая котельная для комплекса «Олимпийский»
дальше..
|
|
02:33, 24 Января 25
 Более 60 студентов из Северной Осетии прошли практику в «Севкавказэнерго»
дальше..
|
|
02:17, 24 Января 25
 Смоленская АЭС поддержала в 2024 году реализацию в Десногорске ряда благотворительных и социально значимых проектов
дальше..
|
|
02:13, 24 Января 25
 Дальневосточная генерирующая компания запускает образовательный лекторий для будущих энергетиков
дальше..
|
|
02:10, 24 Января 25
 В Санкт-Петербурге реконструирована система наружного освещения на улице Беринга
дальше..
|
|
02:07, 24 Января 25
 Мособлэнерго» в 2024 году установило 5 ЭЗС для зарядки электротранспорта в Коломне
дальше..
|
|
01:50, 24 Января 25
 В РусГидро стартовал ежегодный марафон добра
дальше..
|
|
01:49, 24 Января 25
 В 2024 году «Россети Ленэнерго» пресекли хищения электроэнергии почти на 500 млн рублей
дальше..
|
|
01:44, 24 Января 25
 Электрическая мощность Хабаровской ТЭЦ-4 составит 410 МВт
дальше..
|
|
01:40, 24 Января 25
 В Кировской области переведена на природный газ котельная в селе Березник
дальше..
|
|
01:38, 24 Января 25
 «Россети» актуализировали программу инновационного развития
дальше..
|
|
01:35, 24 Января 25
 «Роснефть» в 2024 году сэкономила 11,5 млрд рублей благодаря программе повышения эффективности в нефтепереработке
дальше..
|
|
01:19, 24 Января 25
 Майнинг криптовалют изменил структуру электропотребления в Сибири
дальше..
|
|
01:17, 24 Января 25
 Генеральным директором «Т Плюс» назначен Павел Сниккарс
дальше..
|
|
01:11, 24 Января 25
 Магистранты «Сириуса» посетили радиохимическое производство на предприятии «Росатома»
дальше..
|
|
01:07, 24 Января 25
 «Самотлорнефтегаз» обновил парк спецтехники для лесников ХМАО-Югры
дальше..
|
|
01:04, 24 Января 25
 В Курганской области газифицирована церковь в селе Целинное
дальше..
|
|
00:42, 24 Января 25
 В Красноярском крае создается межрегиональный электроэнергетический кластер
дальше..
|
|
00:37, 24 Января 25
 «Газпром» развивает ресурсную базу
дальше..
|
|
|
|
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.
