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Nanochon 3D打印植入物修复膝关节软骨

八级小狂风 - 去年

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      成立于2016年，Nanochon旨在为患有膝关节损伤的患者提供便于软骨替代和修复的解决方案。它依赖于3D打印技术，具体来说是挤出技术，制造一种可以替代丧失或受损软骨的植入物。通过这种方式，Nanochon提供了一种替代关节成形术的方法，后者通常对患者来说非常痛苦，并需要非常长的康复期。这个名为Chondrograft™的3D打印设备是由一种创新的生物相容性复合材料制成，可以促进组织生长。我们采访了Nanochon的联合创始人兼首席技术官Nathan Castro，以了解更多关于这种植入物和公司前景的信息。

3DN：您能介绍一下自己以及与3D打印的关系吗？

      我叫Nathan Castro，是Nanochon, Inc的联合创始人兼首席技术官。我们正在开发一种用于重塑和修复髌股关节（膝盖）中软骨的3D打印合成植入物。我在2000年代中期，即在德克萨斯大学埃尔帕索分校攻读本科学位期间，首次接触到增材制造和3D打印，当时我参加了W. M. Keck 3D创新中心的本科研究项目。在那个项目中，我专注于合成适用于光固化技术的生物相容性树脂。在攻读博士学位期间，我继续对光固化技术表现出兴趣，期间我建立了一台台式系统，并将我的研究扩展到了肌肉骨骼组织再生领域。

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                  Nanochon的联合创始人兼首席技术官Nathan Castro

3DN：Nanochon是如何诞生的，以及它的目标是什么？

      Nanochon是乔治华盛顿大学的一个分支机构，我和联合创始人本·霍姆斯在那里完成了我们的再生医学博士研究。我们通过当地的美国国立卫生研究院I-Corps（华盛顿特区）项目首次接触到创业，我们进行了多次客户发现访谈来测试我们的技术。在该项目结束时，我们决定合作创办了Nanochon。我们的目标是通过基于材料和力学的方法来满足有效和高效的软骨修复的未满足需求。

3DN：Nanochon的植入物是如何生产的？

      Nanochon的ChondrograftTM是通过将我们专有的生物相容性复合材料的丝束熔合而成的，采用了增材制造技术。原始的微观结构是由3D打印机路径创建的。除了可见的微观结构，ChondrograftTM还具有亚微米级的多孔性，在后处理后，会使植入物变得更柔软、更具可塑性，同时保持其完整性。我们的目标是通过应用材料和机械方法来解决有效和高效的软骨修复需求。Nanochon与其他公司的不同之处在于我们独特的3D打印材料，它能够生产出具有机械强度和生物相容性的植入物。

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3D打印植入物

3DN：您如何看待增材制造在医学领域的未来发展？

      我坚信增材制造在医学领域的未来光明无限，随着技术不断成熟，新材料不断涌现，现有材料得到再利用，仍然有很多探索的机会。


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  • 光固化技术在核领域的应用：3D打印铀结构的开发

    2024年6月23日，研究人员首次成功利用大桶光聚合技术制造出用于核应用的铀基部件。该技术利用铀酰阳离子作为光催化剂，实现了光聚合增材制造。这个创新过程不仅展示了增材制造在核材料中的应用潜力，还为核应用中复杂结构的制造提供了新的可能性。这一突破有望在未来的核能技术中发挥重要作用。 相关研究以题为“First Structured Uranium-BasedMonoliths Produced via Vat Photopolymerization for Nuclear Applications/通过大桶光聚合生产的第一个用于核应用的结构化铀基整体”的论文被发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，论文由AliceZanini, Pedro Amador Celdran等人联合撰写。  论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202406916  图1 铀基复合成分合成方案示意图。1) 硝酸铀酰与柠檬酸的络合。2) 使用铀酰-柠檬酸盐复合物、蔗糖和 PEGDA M n 575 制备可光固化的溶胶-凝胶基配方。3) 通过紫外可见光曝光对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化并通过 DLP 制造。4) 在空气中在 120°C 下进行聚酯化，以形成共价交联网络，其中 U 离子被捕获。5) 在氩气气氛下在1700°C 下进行碳热还原。  图2 通过 DLP 制造铀基组件。a) 打印组件的CAD 模型和光学图像（打印时和在 1700 °C 下烧结24 小时后）：盘状开尔文单元衍生结构（上）和螺旋结构（下）。红色是由于加入了光吸收剂。b) 烧结组件的 CAD 模型（下）和 SEM 图像（上）之间的比较。在更高的放大倍数下，烧结打印支柱中的像素形状清晰可见。 图3 铀酰介导的 PEGDA M n 575 光裂解可引发光聚合过程。a) 建议的机制：1- 通过配体到金属的电荷转移对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化。2- 通过铀酰自由基复合物的氢提取形成碳基自由基。3- 光聚合过程。b) 可光固化配方和硝酸铀酰水溶液的紫外可见光谱。  图4 U基印刷组件的结构表征。a) XRD 图案和 b) 氩气中 1700°C 下不同烧结时间的拉曼光谱。  图5 打印部件的化学和形态表征。a) 使用二次电子进行碳热还原后的代表性复杂部件的 SEM 图像。b) 在 1700°C 下烧结 24 小时的碳化铀/碳纳米复合材料的 SEM 和 EDX 映射图像。 在核物理和放射性药物学中，铀是一种关键元素。然而，其复杂的光化学性质使得传统的3D打印面临挑战。近期一项研究提出了一种新的合成方案，将铀酰阳离子整合到可光固化的溶胶-凝胶配方中，并结合数字光处理（DLP）技术。通过碳热还原，将打印结构转化为二碳化铀（UC2）/碳纳米复合材料。 该方法展现了增材制造在精确几何控制下制造复杂铀组件的潜力。这些结构在反应堆组件和核燃料结构中具有重要应用，充分利用了铀碳化物的高铀密度和热性能。DLP技术高分辨率的优势，使得能够生产出具有复杂细节和功能孔隙度的部件，提升了核燃料的热机械性能和气体输送能力。 这项研究为铀在增材制造中的应用开辟了新途径，展示了直接对铀基材料进行高保真图案化的可行性，为核应用提供了一种创建复杂结构的新方法。 这项创新不仅拓展了核材料的设计与功能，还为未来核能技术的发展提供了新的可能性。 

    行业新闻7 个月前

  • 一只能够3D打印羊毛的机械臂

    如果你能够3D打印羊毛会怎样？与3D技术兼容的材料范围不断令人惊讶，从咖啡到啤酒，应有尽有！现在，在一位荷兰设计师Christien Meindertsma领导的项目中，制作了一只定制的机械臂，能够逐层沉积羊毛并形成各种物体，无需添加水或任何其他材料。这个名为FLOCKS Wobot的机器人为那些因过于细而无法在纺织工业中使用并因此被丢弃的羊毛提供了第二次利用的机会。 这位设计师的项目是为了促进循环经济。她的网站称荷兰每年要扔掉150万公斤的羊毛（约合330万磅）。与此同时，仅在2022年，美国就扔掉了1190万磅的羊毛，所以想象一下如果所有这些都成为废物会带来的生态后果。她的解决方案旨在解决这个问题。 3D打印羊毛具有许多优势 此外，与其他材料（如聚苯乙烯）相比，羊毛具有许多优势：它可回收和生物降解，坚固且坚实，具有出色的绝缘性能，并且对水透性好。它还具有抗火性（高达560°C）。因此，当与3D打印结合使用时，羊毛可能是一个不错的选择材料。 这位荷兰设计师与TFT合作开发了这台定制的机械臂。它连接到一个协作机器人，配备了传感器，可以与操作员安全地协同工作。这个解决方案能够像3D打印机和其填充物一样沉积连续的羊毛层。设计师解释说，它与任何类型的羊毛都兼容，尽管使用原始羊毛的测试结果更加令人信服，因为它更加可持续。她补充说：“这是一种可以与任何欧洲羊毛一起使用的技术。羊毛不必特别细，甚至不必加工，只需要洗涤。” 但是羊毛3D打印可以用于什么？它可以在许多领域找到用武之地，特别是在声学和隔热产品的设计领域，但也可以在设计和家居领域使用。鉴于上述羊毛的性质，不同领域的应用可能会非常有趣。与此同时，Christien Meindertsma将在荷兰Roermond的Cuypershuis展出Wobot，展览将持续到2024年3月，然后在伦敦的V&A展出，展览将持续到明年10月。 使用羊毛制作的3D打印结构示例

    行业新闻去年

  • 3D打印的汗液监测器跟踪健康指标

    华盛顿州立大学的研究人员开发了一种 3D 打印可穿戴健康监测仪，可测量运动期间汗液中的关键生化物质。该设备通过监测血糖、乳酸和尿酸水平，以非侵入方式跟踪糖尿病、痛风、肾病和心脏病等健康状况。 该研究发表在《ACS Sensors》上，表明该设备可以准确测量志愿者的生物标志物和出汗率。 3D 打印汗液监测器。（图片来源：华盛顿州立大学） “糖尿病是全球面临的一个主要问题，”该研究的第一作者 Chuchu Chen 说道，她强调了 3D 打印在医疗保健领域的潜力。一步式 3D 打印工艺使用单原子催化剂和酶促反应来增强对这些低水平生物标记物的信号检测。 与血液不同，汗液是一种非侵入性的健康监测方法。汗液中的尿酸水平可预示痛风、肾病和心脏病的风险，而葡萄糖和乳酸水平可监测糖尿病和运动强度。 目前的汗液传感器非常复杂，需要专门的设备。新设备采用微小的微流体通道，避免了其他方法常见的污染问题。 该原型在志愿者身上进行了测试，结果显示测量结果准确可靠。研究人员的目标是改进设计，添加更多生物标记，并在临时专利的支持下实现该技术的商业化。 该项目由美国国家科学基金会和疾病预防控制中心资助，华盛顿州立大学商业化办公室正在推动该技术的保护和潜在的市场进入。 来源：news.wsu.edu 

    行业新闻7 个月前