AGC公司推出用于 3D 打印逼真解剖模型的新型生物相容性材料

2023年1月11日,，南極熊獲悉，玻璃,、電子,、化學(xué)品和陶瓷制造商AGC公司已經(jīng)開發(fā)出一種具有生物相容性的無細(xì)胞毒性聚氨酯丙烯酸酯低聚物——U-FINE LD-301，它可以用于3D打印特定的病人器官模型,，且打印模型的視覺效果十分逼真,。

憑借這款新的低聚物,，AGC公司已成功設(shè)計出一種不使用增塑劑而具有低存儲模量的材料,。因此，"U-FINE LD-301 "可以作為無細(xì)胞毒性的立體光刻（SLA）或數(shù)字光處理（DLP）3D打印樹脂的基礎(chǔ),，不易出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定或出血問題,。

在實踐中，AGC公司預(yù)計其可拉伸的新材料將在醫(yī)學(xué)界中被采用,，作為3D打印無限貼近真實,、針對病人的解剖模型的一種手段，具有廣泛的臨床培訓(xùn)應(yīng)用價值,。

AGC公司的產(chǎn)品開發(fā)工程師NikhilMishra解釋說："我們專門為器官建模設(shè)計了這種材料,，，那么，它的哪些特性適合這種應(yīng)用呢,？它具有生物相容性,，通過了ISO-10993:5認(rèn)證。它還具有較低的儲存模量,、玻璃轉(zhuǎn)化溫度和收縮率,。"

△用U-FINE LD-301 3D打印的原型解剖模型和晶格部件。圖片來自AGC公司

一種新的SLA/DLP樹脂基礎(chǔ)材料

盡管在醫(yī)學(xué)界,，針對病人的臨床模型的增材制造絕非聞所未聞,，而且有大量的使用案例支持，但這個過程仍然有其挑戰(zhàn),。為了提高其柔軟度,，許多樹脂添加了增塑劑，這會影響其生物相容性和尺寸穩(wěn)定性,。

為了解決這些問題,，AGC公司提出了一種新的材料配方，通過關(guān)注彈性模量,、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg),、收縮率和粘度，成功實現(xiàn)了不含增塑劑的配方,。

△顯示U-FINE LD-301的典型特征的圖表,。圖片來自AGC公司。

由于每個器官的彈性模量不同,，AGC公司選擇專注于開發(fā)一種具有可調(diào)整硬度的材料,。例如，像腎臟,、心臟和腸子這樣的軟器官,，其彈性模量大約為10~40千帕。因此,，為了3D打印一個精確的模型,，必須要有一種能夠創(chuàng)建良好的層間連接并提供高尺寸穩(wěn)定性的樹脂。

AGC公司還發(fā)現(xiàn),，最大限度地減少樹脂收縮和粘度對確保打印精度至關(guān)重要,，同時減少任何脆性的風(fēng)險。因此,，LD-301被設(shè)計為產(chǎn)生具有低粘度,、剛度和儲存模量的樹脂。

△顯示U-FINE LD-301的粘彈性能的圖表,。圖片來自AGC公司

針對臨床模型的3D打印

據(jù)AGC公司稱,，LD-301的新穎性在于它的高分子量,，以及它的單功能、低交聯(lián)性和生物相容性,，這使它成為配制生物相容性DLP和SLA樹脂的理想材料,。事實上，在ISO細(xì)胞毒性測試中,，據(jù)說該公司材料的固化版本達到了高于70%的細(xì)胞存活率,，而且發(fā)現(xiàn)它對細(xì)胞群的形成沒有明顯影響。

在斷裂伸長率方面,，固化的LD-301也表現(xiàn)出380%的高伸長率,。更重要的是，低聚物往往具有高粘度,，但由于該材料獨特的分子結(jié)構(gòu),，它結(jié)合了單體作為稀釋劑，它具有較低的粘度,，這使得它更適合作為可打印樹脂的基礎(chǔ),。

AGC公司稱，這些特性意味著這種低聚物是創(chuàng)造樹脂的理想材料,，可以變成逼真的解剖模型,，用于外科教育和規(guī)劃。由于該材料已顯示出抵抗反復(fù)壓縮和恢復(fù)其初始形狀的能力,，相信LD-301也可用于鞋墊,，盡管它主要是作為醫(yī)療建模工具進行銷售。

有興趣了解該材料的更多信息的人可以直接聯(lián)系A(chǔ)GC公司：https://www.agc-chemicals.com/jp/en/inquiry/form.html?f_id=CHN-JP-EN-0003

△由U-FINE LD-301制成的測試樹脂的特性,。圖片來自AGC公司