在许多技术和生物医学应用中,都非常希望能够创建具有在线可定制和局部可控磁性能的磁响应软材料 (MSM)。本文首次使用计算机控制的双材料气溶胶喷射打印 (DMAJP) 技术展示了这一能力。这种方法可以在打印过程中控制磁性纳米粒子 (MNPs) 墨水和光固化聚合物气溶胶之间的成分变化。两种气溶胶的混合比决定了纳米复合材料中的 MNPs 负载,可用于局部控制打印结构的磁性。打印过程采用逐层结构化,结合牺牲层方法,用于构建完全独立的 MSM 结构,该结构将磁活性和非磁活性元素结合在单一工艺多材料打印方法中,无需进一步组装要求。利用该方法,可以直接制造具有复杂形状和可编程功能的小规模多材料软物体,其运动可以通过施加外部磁场来控制。
背景/目的:关于新推出的纳米填充和纳米混合复合材料的可抛光性的文献有限。本研究旨在通过测量表面粗糙度和光泽度值来评估纳米填充和纳米混合复合材料的可抛光性,并探索体外抛光前后复合材料的表面质量。材料和方法:选择一种纳米填充树脂复合材料、两种纳米混合树脂复合材料和一种微混合树脂复合材料。所有样品均在赛璐珞基质条上进行光固化。然后测试表面粗糙度 (Ra) 和光泽度 (GU) 值作为阴性对照。用 600 粒度碳化硅纸将样品打毛 30 秒作为阳性对照,然后用 Sof-Lex 抛光盘系统进行抛光。用轮廓仪和小面积光泽度计测量每个步骤的平均 Ra 和 GU 值。通过扫描电子显微镜观察表面质量。结果:抛光表面的 Ra 值显著高于阴性对照且低于阳性对照(P < 0.05)。所有材料在抛光后的 Ra 值均无显著差异(P > 0.05)。抛光表面的 GU 值显著低于阴性对照且高于阳性对照(P < 0.05)。抛光后,微混合树脂复合材料的 GU 值低于纳米填充和纳米混合树脂复合材料组。SEM 图像显示表面纹理和不规则性与表面粗糙度和光泽度的结果相对应。结论:使用 Sof-Lex 盘系统抛光后,纳米填充、纳米混合和微混合复合材料之间的表面粗糙度没有显著差异。微混合复合材料的光泽度值低于纳米填充和纳米混合树脂复合材料。ª 2021 中华民国牙科科学协会。由 Elsevier BV 提供出版服务 本文为一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议 ( http://creativecommons. org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ) 开放获取的文章。
CONSPECTUS:现代研究的一个前沿领域专注于新兴的可植入生物电子设备,这些设备具有独特的操作模式,既与研究研究有关,也与医疗实践有关。这些先进技术有可能实现与各种疾病相关的革命性诊断和治疗能力,无缝集成到重要器官表面可以实现准确的感知、刺激,甚至同时感知和刺激。用于组织状界面的材料(例如水凝胶)至关重要,这些材料能够实现这些技术平台和生命系统之间的软机械耦合和多功能双向交换。功能性水凝胶在这方面具有重大前景,正如最近展示的夹层所示,这些夹层支持光学、机械、电气、光学、热和生化相互作用模式,在活体动物模型中具有长期生物相容性和稳定功能。本报告重点介绍了水凝胶材料的最新进展,这些材料可作为生物电子系统和软组织之间的界面,以促进植入并支持感知和刺激。内容包括允许生物电子集成的材料概念、成分、化学和结构。用作界面粘合剂和表面涂层以支持机械、电、光、热和/或化学耦合突出了广泛的选择范围。本报告首先介绍了利用先进化学技术控制内出血、预防细菌感染和抑制异物反应的水凝胶。后续章节总结了利用水凝胶力学(例如其机械、可调模量、润滑表面和界面粘附特性)促进生物电子和生物系统之间相互作用的策略。功能特性的讨论从不同类型的导电水凝胶的电导率及其长期稳定性开始,并应用于生物电子传感和刺激。接下来的章节重点介绍了光学、热和化学特性,也涉及设备操作。最后一段关于化学的内容概述了最近开发的光固化和生物可吸收水凝胶粘合剂,它们支持与软生物组织的多功能界面。最后几段强调了先进生物电子设备水凝胶材料科学研究的剩余挑战和机遇。
• 制造按比例缩小的机电基元:为测试组装和构造概念,在实验室中构建了约 1:50 的缩小实验硬件平台。最受探索的几何形状之一“巴基球”提供了高效的表面积与体积比,接近球体。对于太空应用,考虑到将预制表面覆层发射到轨道的成本高昂,最好在给定表面积下最大化体积。这些结构基元允许快速进行原型设计、迭代,以及通过几何和磁性对结构粘合的物理和机电特性进行评估。具体而言,瓦片之间的二面角粘合角为巴基球或其他封闭形状建立了适当的壳几何形状,磁体行为由计算代码和每个瓦片中的电力电子设备控制。主要构建两种类型的基元:可自组装成空心结构的壳瓦片,例如巴基球的五边形和六边形瓦片(图 1);和细胞节点(即准六面体)可自组装成填充空间的设计,例如截角八面体线的堆叠。我们使用了多种 3D 打印技术来制造外壳,为了获得更精确的公差,我们优先使用光固化光聚合物打印机。这些瓷砖通过电池和超级电容器组合供电,在我们最新的国际空间站 (ISS) 测试原型上,其规格为 2 到 3 秒内产生 20 W 脉冲(图 2)。一套定制的电子元件(包括传感器、LED、中央处理器和数据存储器)安装在预制的 PCB(印刷电路板)上,这些 PCB 运行 Python 和 C++ 中的自组装算法代码。 • 微重力测试:这些微型平台随后在微重力环境中进行测试,测试范围从抛物线“零重力”飞行中反复出现的 15-20 秒失重期,到亚轨道火箭实验室内三分钟的漂浮,再到国际空间站上为期多天的轨道任务(图 3)。当被释放到这些微重力环境中漂浮时,瓷砖会记录传感器数据,摄像头会捕捉镜头进行分析,为下一系列迭代原型提供信息。这些微重力测试对于全面了解在优化的瓷砖质量与磁场强度比下的自组装行为至关重要。对于国际空间站任务,要么使用密闭实验箱进行纯自主轨道测试,瓷砖必须在其中自行启动,要么在宇航员看管的实验中将瓷砖释放到开放过道中,以获得更大的测试空间。 3 为了补充小规模硬件测试,我们使用了一套机器人模拟软件(特别是 Cyberbotics 的 WeBots)来生成人类居住规模的轨道上自组装行为的数学严格模型。
导致修复的过早失败。9-11当RBC聚合时,弹性模量随着树脂成分玻璃体的形式增加,并且低E模量与降低RBC聚合相关。8许多牙医对他们需要多长时间治愈RBC感到困惑。12,13简单的答案是它取决于制造商的说明。但是,临床医生应该遵循哪个制造商,RBC的制造商或光疗养单元的制造商?光光子通过与光引发剂相互作用以产生自由基来介导RBC的聚合。14光引发剂必须暴露于并吸收足够的能量以被激活的正确波长。14,15如果光固化单元(LCU)提供不足的能量或不在光吸收器吸收光谱范围内的光波长,RBC的机械性能可能会受到不利影响。16个LCU的其他方面,例如尖端直径,光束均匀性,辐射功率和辐射暴露也会影响RBC的特性。17-21大多数临床医生不知道其RBC中的光引发系统可能需要不同波长的光和不同量的能量。10个卤素灯散发出一定的滤光灯。这种广泛的波长可以激活牙科中使用的所有光起剂。10但是,大多数牙医现在都使用发光二极管(LED)光。10,11这些LCUS中的LED发射器仅提供狭窄的光范围的光。如果需要更广泛的波长范围,则LCU必须使用几种不同的LED,每种LED产生狭窄的波长带,以创建多波或多波(Vivident)LCU。22,23牙齿RBC中使用的最常见的光引发剂系统是使用樟脑酮(CQ)和胺(1,7,7-7-7,7-二甲基甲基微环状[2.2.1] Heptane-2,3-Dione)作为共同启动器的Norrish II型发起者系统。cq是黄色的,使这些RBC具有淡黄色,如果RBC不充分拍摄,可能会随着时间的流逝而发生更大的变色。24,25当使用了非旧II型光吸剂时,反应速率受到限制,因为必须首先与中间分子(胺)有反应,以产生自由基,从而导致树脂进行聚合。相比之下,Norrish I型发起人迅速将无需中间化合物的一个或多个自由基分解成一个或多个自由基,以发起更快,更有效的反应。14 I型“无胺”光引发剂Ivocerin是一种获得专利产品,目前仅在Ivoclar Vivadent的产品中可用。ivocerin是BIS-(4-甲氧基苯甲酰)二苯甲酰属属衍生物
聚合物微阵列可快速识别病毒样颗粒(VLP)的竞争性吸附剂 Andrew J. Blok, 1 Pratik Gurnani, 1 Alex Xenopoulos, 2 Laurence Burroughs, 3 Joshua. Duncan, 4,5 Richard A. Urbanowicz, 4,5 Theocharis Tsoleridis, 4,5 Helena Müller, 6 Thomas Strecker, 6 Jonathan K. Ball, 4,5 Cameron Alexander 1 和 Morgan R. Alexander 3 1 诺丁汉大学药学院分子治疗与制剂系,诺丁汉,NG7 2RD,英国。 2 EMD Millipore,80 Ashby Road,贝德福德,马萨诸塞州 01730,美国。 3 诺丁汉大学药学院先进材料与医疗技术系,NG7 2RD,英国。 4 诺丁汉大学医学与健康科学学院沃尔夫森全球病毒研究中心,NG7 2RD,英国。5 诺丁汉生物医学研究中心,诺丁汉女王医疗中心南区 C 楼,NG7 2UH 6 菲利普斯大学马尔堡病毒学研究所,德国马尔堡 摘要 SARS-CoV-2 的出现凸显了全球对平台技术的需求,以便快速开发诊断、疫苗、治疗和个人防护设备 (PPE)。然而,许多当前的技术需要对特定材料-病毒体相互作用的详细机制知识才能使用,例如帮助纯化疫苗成分,或设计更有效的 PPE。在这里,我们展示了一种用于筛选细菌-表面相互作用的聚合物微阵列方法,可以筛选出具有所需材料-病毒体相互作用的聚合物。包括荧光团在内的非致病性病毒样颗粒在水性缓冲液中暴露于阵列,作为唾液/痰液中携带到表面的病毒体的简单模型。测量拉沙病毒和风疹病毒颗粒的竞争性结合,以探测所选共聚物的相对结合特性。这为开发一种有望用于病毒结合的新材料的方法提供了第一步,下一步是开发这种方法来评估绝对病毒吸附和评估活病毒活性的衰减,我们建议将其作为材料放大步骤的一部分,在生物实验室安全 4 级设施中进行,并使用更复杂的介质来代表生物流体。正文 诊断中选择性生物分子识别的常用策略通常利用抗原-抗体相互作用,例如常见的 ELISA 免疫测定。1, 2 虽然这些测定通常可以获得高选择性,但存在许多缺点限制了它们的更广泛使用,包括制造成本(每种抗原都需要开发一种特定的抗体)以及通常对热敏感的试剂的储存和运输。当目标应用需要与相关生物分子类别而不是特定的单个分析物相互作用时,这些缺点变得更加重要。先前的研究已经使用低成本聚合物来修饰纳米晶体 3 和色谱材料 4,5,目的是引入对病毒靶标的广谱结合亲和力。然而,即使是从少量单体衍生的无数假定共聚物结构也意味着迄今为止,仅探索了可用于聚合物亲和剂和生物分子螯合剂的化学空间的一小部分。聚合物微阵列已经开发出来,以便同时研究单个表面上数千种化学上独特的材料的生物材料亲和力 6-13 。这种高通量方法现已用于识别用于一系列生物医学应用的材料,例如抑制细菌生物膜形成 13 和具有可控行为的干细胞生长 8 。聚合物微阵列可通过喷墨或接触印刷轻松制造,并结合少量商用光固化单体的原位聚合。6 在本研究中,我们提出了一种基于聚合物微阵列平台的方法,用于快速识别源自市售单体的材料,这些材料能够对病毒样颗粒进行差异吸附