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微分配 生物医学应用 微分配 微分配概述 生物相容的高分子材料 生物体液 活性分子 混杂微分配 试剂 微分配概述 非接触式微分配系统提供准确的、高通量生物活性的流体沉积，应用于许多生物和生命科学领域。 高均匀度和体积小的压电液滴形成使改技术适合在高通量分析、MEMS 和BioMEMS)制造精密 微观结构和材料沉积的微观特征的建立,是其他方式所不能达到的。基于喷墨技术的沉积是灵活, 非接触式，不需要工具,是数据驱动的,印刷图案是直接从CAD 所得和并以数字方式存储。作为 浪费最少的添加制程,它是经济又环保。喷墨打印技术可以分配的液体球的直径在 15-200μm(2pl-5nl)，速度为每秒0-25,000 个按需液滴。压电分发技术是适用于范围广泛的材料, 如生物试剂、生物材料、生物相容性的高分子材料。 MicroFab 喷头的液滴形成的顺序图（异丙醇，2000 滴/秒）. 流体性质注意事项 一般用于压电喷墨装置的按需模式的流体性能要求如下:粘度= 0.5-40cp(牛顿);表面张力= 20-70 dynes /厘米。相关性质在这些范 围外流体可能打印，但是难度增加/性能下降(见图右侧)。左侧图 像的数字表明伴随着高频沉积低表面张力、低黏度溶剂的不稳定 的微喷。右侧图像显示了一种稳定的微喷，在相同频率使用较高 的表面张力和高粘度流体。极端值的组合可能也会有较差的性能。 如果流体需要加热或冷却,喷嘴有上述性能要求。粘度与表面张力 值的描述适用于特定的重力环境的流体1。高密度流体如熔融金 属、上述值应该使用水的密度转换成运动学上的值。牛顿行为是 不严格要求,但在洞口流动条件下流体性质必须在上述范围。因此, 剪切稀化流体能有一个低剪切率，粘度远远大于40cp 。粘弹行为导致明显的性能问题。为了适 用于按需微喷，流体性质可通过改变溶质浓度和/或溶剂或通过增加粘度与表面张力改性剂来实 现，如油精,甘油,醇类和表面活性剂。 悬浮粒子也是可以接受的,只要粒子/ 团块的大小和密度不导致悬浮液分离，而使得流体性质超出 适用范围。这种微粒 孔直径的5%将导致液体生成的不稳定,但在低浓度是可以被接受的。然 而,微喷空闲时间里，粒子沉降问题有可能发生。就可能发生。 在微喷暂停的时间，液体中的聚合物型和蛋白质成分可能出现小孔周围的材料干燥和成膜问题。 这种成膜会导致微喷失败或不稳定。纠正的方法包括:在毗邻孔周围提高相对湿度,降低聚合物或 蛋白质物质的浓度,添加助润流体(油精,甘油)或利用高沸点溶剂。 MicroFab 已成功的微喷了多种的生物学相关的流体和示剂。 生物相容的高分子材料 生物聚合物的微喷在组织工程领域中都可以加以应用,药物递送,如细胞附着位点的建立，组织工 程支架,喷涂和药物传递系统中的药物释放。高分子材料也可以创建和/或修改载体结构,例如高分 辨力下提高粘连/润湿或排斥/不润湿。 示例：包含不同浓度聚合物的丙烯酸铵凝胶垫，打印在玻璃表面，直径450um; 开始UV 聚合。 聚苯乙烯底板上微喷印制得到的50um 宽的聚乙烯（乳酸） (PLLA 聚乳酸) . 右图的套印能用于 打印分层结构。 如上图,基于MicroFab 技术，使用医用可降解聚合物和单通道微喷装置制成的纤维。(US Patent Pending)。 习惯上,聚合物纤维通过润湿或融化挤压工艺制成。微喷过程是数字控制,所见即所 得的. 上图所示，用于神经再生移植的医用可降解聚合物导管 Poly(lactic-co-glycolic acid) 。导管包含 更硬的聚合物配方组成的肋骨，喷在下面的柔软内壳体里。肋骨是用来改善导管移植时的抗压性。 该导管能和生长调节剂（NGF）一起使用来引起种子细胞的神经突之延展。 左图 - 3:1(w:w) PLGA 溶液(85:15 PLA to PGA) 和紫杉醇在 1,2 二氯乙烷微喷的微球; 中图: 将PLGA / 紫杉醇溶液 分配至0.1% (w:v) 聚乙烯（乙烯醇) ( 聚乙烯醇PVA)溶液制得微球(微喷 装置的头部伸入PVA 溶液). 右图 - 如中图所示微分配制得的微球(平均直径 100um +/- 1.0um). 生物体液 微喷打印可以准确地沉积生物流体,从单一的分子(蛋白质、DNA、油脂)到组织提取物和细胞。 例如,人血清已经微沉积用于蛋白质印迹分析。细胞已经微喷到槽用于药物筛选