Un tout nouveau concept de micro - Nano - usinage favorise l'évolutivité et la fabrication et l'assemblage en continu des particules dans les systèmes microfluidiques. Des scientifiques de l'Université technique d'Aix - la - Chapelle, en Allemagne, ont utilisé la technologie d'impression 3D 2pp de la société nanoscribe pour développer et démontrer un nouveau procédé de production continue fluide et intégrée pour la fabrication de particules 3D ultra - petites et de toute forme. Le processus d'impression montre la fabrication de 150 000 granulés en 72 heures de fonctionnement continu. Technologie 2pp (deuxpolymérisation photonique, TPP)La grande liberté de conception, la grande précision de forme et la flexibilité des matériaux permettent la fabrication de particules de différentes formes, tailles micrométriques, caractéristiques submicroniques et matériaux variés. La recherche vise à appliquer cette méthode d'assemblage de particules à des applications d'ingénierie tissulaire cellulaire et à élargir la portée de la fabrication d'échafaudages 3D autorégulateurs, réactifs et perméables.

Les particules millimétriques et micrométriques peuvent être appliquées de manière flexible sur les supports nécessaires aux réacteurs chimiques et biochimiques. Les bioréacteurs sont utilisés pour la fixation et l'analyse d'enzymes, de cellules ou de micro - organismes à la surface des structures internes d'un réacteur dont la clé de performance est de pouvoir ajuster la nature des particules qui affectent les caractéristiques de la réaction biologique. Pour étendre cette application, les scientifiques de l'Université rwth Aachen de l'Université technique d'Aix - la - Chapelle et du dwi Leibniz Institute for Interactive Materials d'Aix - la - Chapelle, en Allemagne, ont proposé un nouveau concept de micro - Nanofabrication pour la lithographie à flux vertical continu à deux photons, permettant un micro - nanotraitement à haut débit de particules de formes complexes, de tailles micrométriques et de caractéristiques submicroniques, permettant aux microparticules d'environ 20 µm de taille de réaliser un échafaudage 3D auto - assemblé sous l'interaction de surfaces. Dans l'étude, les scientifiques ont également analysé la résistance à la pénétration et la densité d'accumulation des composants 3D en utilisant une variété de formes de particules, de tailles et de matériaux.

La clé réside dans la technologie de polymérisation à deux photons (2pp) du dispositif d'impression nanoscribe. Le flux de résine fluide simultanément balayé par le double photon sur le plan XY transmet en continu les tranches XY imprimées dans la direction Z. Une fois qu'un grain est terminé, le grain suivant est fabriqué de la même manière lors d'un processus d'impression continu. En utilisant le logiciel describe de nanoscribe et le script phyton pour ajuster les fichiers de sortie, diverses conceptions avec des géométries complexes peuvent être découpées et préparées pour l'impression fluide. Le processus d'impression fluide est continu, ce qui permet de produire des milliers de particules en quelques heures, ce qui permet d'imprimer jusqu'à 150 000 particules en 72 heures. Basé sur la grande liberté de conception de l'impression 3D 2pp *, il est possible de produire des granulés de toute forme. L'impression par flux de particules présente des avantages évidents par rapport à l'impression sur substrat, mais permet de fabriquer successivement des particules l'une après l'autre, sans aucun temps d'attente entre la fabrication de deux particules. Lors de l'impression couche par couche, la méthode Flow Print contourne également le déplacement en Z de la table porteuse, car c'est le flux qui transmet XY tranches dans la direction Z. L'impression fluide représente donc une augmentation de la vitesse de fabrication de petites particules de forme complexe.

Assemblage de particules appliqué aux tissus bio - hybrides 3D

Les particules de moins de 100 µm peuvent, après auto - assemblage, former un échafaudage cellulaire complexe dont les caractéristiques de réaction peuvent être ajustées en conséquence lors de l'ajustement de la forme, de la taille, de la porosité et des caractéristiques du matériau des particules. Ce haut degré de flexibilité est idéal pour la création d'échafaudages pour la culture cellulaire et l'ingénierie tissulaire. L'ajustement de la géométrie des particules affecte le rapport Surface - volume, personnalisant ainsi la dynamique des fluides à travers et autour de la structure. Cependant, le contrôle du processus d'organisation des particules reste un défi lors de l'utilisation de supports de production auto - assemblés fluides.

Pour étudier les tissus biohybrides 3D, les scientifiques ont étudié l'interaction de cultures de fibroblastes de souris avec des particules imprimées à l'aide de la photolithographie IP - visio sans Cytotoxicité de nanoscribe, qui a une faible Fluorescence et permet une meilleure analyse cellulaire au microscope. Après quatre jours de culture, les cellules prolifèrent constamment et adhèrent et pénètrent dans l'échafaudage en interaction avec l'échafaudage d'impression, reliant les particules entre elles pour former une nouvelle forme de tissu.

Références bibliographiques:

Fabrication, assemblage de flux et perméation de particules microscopiques de toute forme