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仿生工程与生物力学中心最新研究成果在Small上发表

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水凝胶是一种具有强大渗透力的物质,被视为细胞的理想繁衍地,在生物医学及组织工程中具有广泛的应用。而水凝胶的形状和大小对其功能具有重要的影响。尽管已有很多关于构建三维水凝胶的研究,但是针对复杂的三维形状,仍然缺少一种简单便捷的构建方法。

近日,西安交通大学仿生工程与生物力学中心(BEBC,网址http://bebc.xjtu.edu.cn/)受毛细折纸现象(随着液滴蒸发,弹性薄膜会在表面张力的作用下逐渐变形折叠)启发,发明了一种简单有效的构建三维复杂水凝胶的方法,并实现了水凝胶的形状和大小的可控调节。同时,建立了数学模型用于预测水凝胶的形状。通过改变二维薄膜的形状、无量纲参数(弹性毛细常数Ce)和蒸发时间,并利用模型精确地实现三维形状(金字塔形、五面体和立方体)和尺寸的控制(从微米到厘米)。该研究在柔性电子、组织再生以及药物输送中具有重要的应用前景。

基于毛细折纸现象制备水凝胶的研究论文“Capillary Origami Inspired Fabrication of Complex 3D Hydrogel Constructs”(文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201601147/full)被国际著名材料领域期刊Small选为封面文章(Front Cover)并在线发表(影响因子8.315)。该工作是中心博士生李墨筱在卢天健教授和徐峰教授共同指导下完成的。西安交通大学为该论文的第一完成单位和第一通讯单位。

西安交通大学“仿生工程与生物力学中心”(BEBC)从生物力学、生物传热学、生物医学等理论体系出发,依托组织工程、细胞打印、即时诊断技术等相关前沿生物技术,着力于解决生物医学工程的基础性研究以及临床医学治疗方案的设计。中心长期致力于细胞三维力学微环境的研究,在水凝胶制备和应用方面有着突出成就,近年来已取得一系列研究成果。中心成员已在Biofabrication、 Engineering、Biomicrofluidics、 Scientific Reports等杂志上发表相关论文10余篇。 

2016-08-20
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