隨著人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到與傳統(tǒng)做法相關(guān)的負(fù)面環(huán)境和健康影響，綠色制造正成為跨行業(yè)越來(lái)越重要的過(guò)程。在生物材料行業(yè)，靜電紡絲是世界各地用于生產(chǎn)與天然組織結(jié)構(gòu)非常相似的納米到微米級(jí)纖維網(wǎng)的通用制造方法。然而，該過(guò)程傳統(tǒng)上使用的溶劑不僅對(duì)環(huán)境有害，而且對(duì)工業(yè)放大、臨床轉(zhuǎn)化以及最終的廣泛使用構(gòu)成了重大障礙。
哥倫比亞工程公司的研究人員報(bào)告說(shuō)，他們開(kāi)發(fā)了一種“綠色靜電紡絲”工藝，該工藝解決了擴(kuò)大這種制造方法的許多挑戰(zhàn)，從管理大量揮發(fā)性溶劑儲(chǔ)存和處置的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)到在這兩個(gè)過(guò)程中滿足健康和安全標(biāo)準(zhǔn)。制作和實(shí)施。該團(tuán)隊(duì)的新研究于 2021 年 6 月 28 日由 Biofabrication 發(fā)表，詳細(xì)介紹了他們?nèi)绾螌?duì)廣泛使用的生物和合成聚合物(例如聚α-羥基酯、膠原蛋白)、聚合物混合物和聚合物陶瓷復(fù)合材料的納米纖維制造進(jìn)行現(xiàn)代化改造。
該研究還強(qiáng)調(diào)了綠色制造的優(yōu)越性。與傳統(tǒng)纖維相比，該集團(tuán)的“綠色”纖維表現(xiàn)出卓越的機(jī)械性能和保留的生長(zhǎng)因子生物活性，這對(duì)于藥物輸送和組織工程應(yīng)用至關(guān)重要。
再生醫(yī)學(xué)是一個(gè)價(jià)值 1560 億美元的全球產(chǎn)業(yè)，并且呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。由Helen H. Lu、Percy K. 和 Vida LW Hudson生物醫(yī)學(xué)工程教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)希望解決為再生醫(yī)學(xué)中使用的仿生生物材料和支架建立可擴(kuò)展的綠色制造實(shí)踐的挑戰(zhàn)。
“我們認(rèn)為這是生物制造的范式轉(zhuǎn)變，并將加速用于組織工程和再生醫(yī)學(xué)的可擴(kuò)展生物材料和仿生支架的轉(zhuǎn)化，”組織界面研究的領(lǐng)導(dǎo)者盧說(shuō)，特別是生物材料的設(shè)計(jì)和治療策略。重建身體組織之間的自然同步。“綠色靜電紡絲不僅保留了傳統(tǒng)靜電紡纖維的成分、化學(xué)、結(jié)構(gòu)和生物相容性，而且還通過(guò)將傳統(tǒng)纖維的延展性加倍來(lái)提高其機(jī)械性能，而不會(huì)影響產(chǎn)量或最終拉伸強(qiáng)度。我們的工作為可擴(kuò)展的納米材料制造提供了更具生物相容性和可持續(xù)性的解決方案。”
該團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自 Lu 團(tuán)隊(duì)的幾名 BME 博士生 Christopher Mosher PhD'20 和 Philip Brudnicki，以及生態(tài)意識(shí)紡織品合成方面的專家、哥倫比亞 MRSEC 的研究科學(xué)家和 FIT 助理教授 Theanne Schiros ，將可持續(xù)性原則應(yīng)用于生物材料生產(chǎn)，并通過(guò)系統(tǒng)地測(cè)試 FDA 認(rèn)為的生物良性溶劑(Q3C 3 類)開(kāi)發(fā)了綠色靜電紡絲工藝。
他們將乙酸確定為一種綠色溶劑，其生態(tài)影響較低(Sustainable Minds® 生命周期評(píng)估)并在常規(guī)制造條件下支持穩(wěn)定的靜電紡絲噴射。通過(guò)調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，如針板距離和流速，研究人員能夠改進(jìn)研究和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生物醫(yī)學(xué)聚合物的制造，將靜電紡絲過(guò)程的不利制造影響減少三到六倍。
標(biāo)簽： 生物材料
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