伊利诺伊大学的工程师们建造了一台3D打印机，为制造商业3D打印机所不能提供的详细结构提供了一个很好的解决方案：它不是一层层的实心外壳，而是一个精致的细缎带网络异麦芽酮糖醇，用于制造润喉糖的糖醇类型。
水溶性，可生物降解的玻璃糖结构在生物医学工程，癌症研究和装置制造中具有多种应用。
伊利诺伊州癌症中心主任，生物工程学教授罗希特·巴尔加瓦说：“这是一种创造形状的好方法，我们可以在其周围塑造软材料或生长细胞和组织，然后将脚手架溶解掉。”“例如，一种可能的应用是在实验室中培养组织或研究肿瘤。细胞培养通常在平板培养皿上进行。这给了我们细胞的一些特征，但它不是一个非常动态的方式来看待一个系统如何在体内发挥作用。在体内，有明确的形状，形状和功能密切相关。“
在“增材制造”杂志上发表的一篇论文中，该研究小组描述了自由形式异金属印刷的材料和力学。自由形式意味着当喷嘴穿过空间时，熔化的材料变硬，留下坚固的结构 - 就像在半空中绘制一样。
其他类型的糖类印花以前一直在探索，但糖燃烧或结晶有问题，该论文的第一作者马修格尔伯说，他最近毕业于巴尔加瓦小组，获得博士学位。
伊利诺伊州的研究小组发现，糖醇异麦芽酮糖醇可用于印刷应用，不易燃烧或结晶。然后，他们必须建立一个打印机，它具有正确的机械细节组合，以打印稳定的异麦芽酮糖醇结构 - 合适的温度，从喷嘴挤出的压力，喷嘴的直径，以及移动它的速度，使其打印顺畅，然后硬化成稳定的结构。在材料和力学之后，第三部分是计算机科学，”盖尔伯说。“你有一个想要制作的东西的设计;你怎么告诉打印机做的?你如何弄清楚所有这些交叉细丝的序列，以便它不会崩溃?“
伊利诺伊州的研究人员与Champaign的Wolfram Research的Greg Hurst合作，创建了一种设计支架并绘制出印刷路径的算法。
Bhargava说，这种自由形状结构的一个优点是它们能够制造具有圆形横截面的细管，这是传统聚合物3D打印所不可能实现的。当糖溶解时，它会留下一系列连接的圆柱形管和隧道，可以像血管一样用于运输组织中的营养物质或在微流体装置中形成通道。
另一个优点是通过对打印机参数进行微小改变来精确控制结构的每个部分的机械性能。
“例如，我们打印了一只兔子。原则上，我们可以改变兔子尾部的机械特性，使其与兔子的背部不同，但与耳朵不同，“巴尔加瓦说。“这在生物学上非常重要。在逐层打印中，您使用相同的材料，并且存入的金额相同，因此很难调整机械性能。“
Bhargava的研究小组已经在各种微流体装置和细胞培养中使用支架，并且正致力于为支架开发涂层以控制它们溶解的速度。添加剂制造文件是基于Gelber论文工作的一系列出版物的一部分，详细介绍了如何构建打印机以及操作它所需的规划算法，因为研究人员希望其他人可以使用他们的模型来构建打印机并探索各种应用程序。异麦芽酮糖醇结构。
“这台打印机是工程学的一个例子，对生物学研究具有长期影响，”巴尔加瓦说。“这是与材料科学和计算机科学相结合的基础工程，为生物医学应用提供有用的设备。”
贝克曼高级科学技术研究所通过种子补助计划支持这项工作。Bhargava还隶属于贝克曼研究所，卡尔伊利诺伊医学院以及美国大学的电子和计算机工程，机械科学和工程以及化学系。
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