苏黎世理工Leroux教授与鲍寅寅研究员课题组：利用液态大分子光引发剂实现生物可降解弹性体的无溶剂3D打印
与医学成像相结合，3D打印技术为个性化医疗器械及可降解植入物的快速制造提供了前所未有的机遇，尤其是基于光聚合的增材制造可以达到最优的分辨率和表面质量，例如数字光处理技术（DLP）。可惜的是，常用的可降解DLP打印材料一般利用低聚物溶于大量溶剂或稀释剂以满足液体树脂的打印参数，限制了其打印产物的力学性能和可降解能力。
近日，苏黎世联邦理工学院药学系Jean-Christophe Leroux教授与鲍寅寅研究员课题组联合材料系André R. Studart教授及化学系Hansjörg Grützmacher教授报道了基于液态大分子光引发剂的生物可降解弹性体的无溶剂3D打印，其力学性能和可降解能力完全不受DLP打印中常用反应性稀释剂的影响。利用可加热DLP打印机，成功实现了较高分子量可降解聚合物的无溶剂3D打印。
图1. 无溶剂可降解聚合物3D打印体系的设计与打印展示
研究人员通过功能化光引发剂分子引发D,L-丙交酯和ε-己内酯两种单体无规共聚制备了两种不同结构的液态大分子光引发剂。其与3D打印可降解聚合物具有良好的相容性，可以在不添加任何助溶剂的条件下快速制备树脂。在前期工作的基础上（Science Advances, 2021, 7, eabe9499），利用该引发剂打印了一系列具有不同分子量的可降解光聚合物，并研究了力学性能和降解能力的分子量依赖性，有效避免了常规溶剂或稀释剂对于性能的影响。研究人员进一步测试了这种大分子光引发剂对于其他种类光固化材料的打印效果，结果显示其与不同材料均具有良好的相容性，可以实现高质量的无溶剂3D打印。并且利用半结晶聚合物——甲基丙烯酸脂功能化的聚ε-己内酯实现了形状记忆弹性体的增材制造。
图2. 不同材料的3D打印效果
相关结果在线发表于Macromolecules （DOI: 10.1021/acs.macromol.1c00856）。ETH药学系硕士生Matthias Sandmeier与博士生Nevena Paunovic为共同第一作者。Jean-Christophe Leroux教授和鲍寅寅研究员为文章的共同通讯作者。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c00856
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