異麥芽酮糖醇是一種糖醇，用于制造潤喉糖，它可以減輕喉嚨疼痛，甚至還可以幫助挽救生命。 3D生物打印最困難的部分之一就是開發(fā)用于形成3D打印組織的支架，但伊利諾伊大學工程師已經發(fā)現(xiàn)了一種材料，可以很好地制作3D打印的支架 - 糖，特別是異麥芽酮糖醇。
      水溶性可生物降解的異麥芽酮糖醇可以使用稱為自由形態(tài)的3D打印技術進行3D打印，該技術本質上是在半空中繪制 ，糖隨著空氣的射入而變硬，從而使其能夠保持其結構，而不會立即在其下面形成另一層。這使工程師能夠打印精致的細絲網絡，而不是固體物體。

      伊利諾斯大學生物工程學教授兼癌癥中心主任Rohit Bhargava說：“這是一種很好的方式來創(chuàng)造形狀，我們可以在其周圍設計柔軟材料或生長細胞和組織，然后支架溶解掉。例如，一種可能的應用是在實驗室中生長組織或研究腫瘤。細胞培養(yǎng)通常在平皿上完成。這給了我們一些細胞的特征，但它不是一個非常有活力的方式來看待一個系統(tǒng)在身體中的實際功能。在身體里，有明確的形狀，形狀和功能是非常密切相關的?！?br />      糖以前用一般3D打印機打印，但它很容易燃燒或結晶。如同在題為“用于碳水化合物玻璃的高精度3D打印過程的模型引導設計和表征”的論文中所解釋的，研究人員構建了一臺特殊的3D打印機，該打印機具有合適的溫度，噴嘴壓力和直徑，并能夠快速打印物料。

生物工程教授Rohit Bhargava（左）和研究生Matt Leber博士[圖片：L. Brian Stauffer]

    3D打印自由形式結構的一個優(yōu)點是它們可以制造具有圓形橫截面的細管，這在傳統(tǒng)的3D打印中是不可能的。當糖溶解時，它會留下連接的圓柱形管和隧道，這些管和隧道可以像血管一樣起作用，在組織中傳輸營養(yǎng)物或在微流體裝置中創(chuàng)建通道。此外，通過對3D打印機參數進行微小改變，可以精確控制物體各部分的機械特性?！袄?，我們印制了一個兔子。原則上，我們可以改變兔子尾巴的機械特性，使其與兔子的背部不同，但與耳朵不同，“Bhargava說。 “這在生物學上非常重要。在逐層印刷中，您擁有相同的材料，并且存放的材料相同，因此調整機械性能非常困難?！?/p>

      Bhargava和他的團隊正在將糖支架用于各種微流體裝置和細胞培養(yǎng)物，并努力為支架控制其溶解速度。最近發(fā)表的論文是基于Gelber論文工作的一系列出版物的一部分，其重點是如何構建特殊的3D打印機并創(chuàng)建操作它所需的算法。研究人員希望其他人可以使用他們的模型來構建打印機并探索異構麥芽糖結構的不同應用。

    Bhargava說：“這臺打印機是一個對生物研究具有長期影響的工程實例。 這是與材料科學和計算機科學結合在一起的基礎工程，為生物醫(yī)學應用創(chuàng)造了有用的設備?！?/p>