第638章 3D打印支架
第638章3D打印支架
“宝宝,我好困。”
薛珅站在窗前,极目远眺,随之打了个哈欠,说道。
“这么困你昨晚是去做贼吗?”电话里传来了娇滴滴的声音。
“对啊,去偷你的心。”薛珅一脸深沉地吐出这几个字,引来对面一阵咯咯咯的欢笑声。
突然,“咳咳”两声在门口响起,将他从情意绵绵的世界中带回现实。
薛珅往门口扫了一眼,赶紧对着电话那头道:“宝宝,我着急去开个会,一会聊。”
不等对方说话,便急忙挂掉了电话。
收拾好荡漾的心情,来到办公桌前,再挂上一本正经的微笑。
“陈主任,贵客临门啊,找我什么事?”
陈以清似笑非笑地看着他:“不好意思,打扰到薛主任了。”
眼看着薛珅老脸一红,表情变得有些忸怩,便缓缓道出此行来意。
“神经再生支架?这倒是个非常有创意的想法。”
两人在沙发上坐下,薛珅递过一杯热茶,目光穿过冉冉升起的白汽,若有所思道。
不过他没有继续往下说,而是反问道。
“听说你的干细胞疗法非常火热啊,渐冻症现在可是个大热门,怎么不继续搞下去了?反而跑来捣鼓这个神经支架?”
陈以清淡淡一笑:“其实干细胞疗法主要是丁冕的成果,我没有付出多少努力,只是拿来主义而已。这个神经支架才是我自己的东西。”
薛珅赞许地点点头:“不愧是陈主任,有自己的想法。”
他神情变得严肃起来:“按照你这么说,这个神经支架的材料和结构就非常重要了。”
“材料的话,要有一定的塑形能力,否则无法形成中空的结构,也很难适应复杂的脊髓环境,起到对神经元生长的引导作用,还要足够柔软,不能对周围未受伤的组织造成损伤。”
“再考虑到生物相容性,以及神经损伤恢复后,材料的可分解性,我个人还是倾向于生物材料支架。”
“这种材料需要模拟自然的脊髓组织,这样就可以很容易地被神经干细胞所填充,本质上能够填补损伤留下的间隙。”
“可以考虑一种基于胶原蛋白的仿生水凝胶,以液体形式通过针管注入,到达体内立即凝结成一个复杂的纳米纤维网络,模仿脊髓的胞外基质,为支架提供力学支撑,并为神经干细胞提供合适的生长环境。”
“至于结构,可以模拟脊髓组织的多孔结构,更好地满足脊髓神经电信号传导要求。”
薛珅越说越是兴起,他从办公桌抽屉里拿出一个平板电脑,打开作图软件,手持电容笔,在上面刷刷描绘起来。
“你看,对于高度多孔的支架,这里有三种排列组合结构。”
“第一种是平行排列结构,一个个孔洞很规矩地排列在一起,就像一把筷子堆叠起来的横截面。”
陈以清插嘴道:“脊髓神经束就是这种平行排列结构,但是轴突再生无法形成网状,不利于神经电信号传导。”
薛珅头也不抬,一边画,一边说道:“没错,所以这种不合适。”
“第二种和第三种差不多,但是前者是一个大小不规则的孔隙网络,比较简单,后者则是一个高度规则的孔隙网络,更为复杂一点。”
陈以清看着屏幕上的图形,沉思道:“这些孔洞的大小应该要比神经干细胞大吧,否则细胞很难通过,也无法给细胞的生长提供营养分子。”
“这样看来,是不是高度规则的孔隙网络要更好一点,孔洞更大,能够让更多的细胞在孔隙中爬行。”
薛珅点点头:“大小不一的孔洞确实有点问题,可能小一点的孔会阻止细胞通过生长。”
“反正神经细胞的大小都知道,我等会做个3D模型在电脑上模拟一下吧。”
陈以清有些抑制不住自己的兴奋:“那还等什么,现在就做吧,还是说你一会有事?”
薛珅张了张口,似乎想说什么,却又无声地闭上了嘴。
良久,他才发出一声闷哼:“没事,我现在就给你做。”
花了一个多小时,两人在电脑上做出了简单的3D模型,并进行了初步的AI模拟。
这也是医药研究的一个固定流程,都是先在计算机上模拟,计算出结果,再在实验室进行合成,进行后续的实验。
看着屏幕上出现的“模拟中……”这几个大字,薛珅终于长舒了口气。
他看了一眼陈以清,对方正对着他画出的结构图,冥思苦想。
于是悄悄拿出调成静音的手机,打开一看,顿时一阵肝颤。
女朋友给自己发了十几条短信了,都是在各种撒娇,由于长时间得不到回复,语气逐渐升级,已陷入抓狂中。
他擦了擦额头上渗出的冷汗,手指舞出一阵残影,一口气敲出一大段甜言蜜语。
点击发送,又加上最后一句话。
“宝宝,我马上进实验室,手机不能带,放柜子里了。”
然后毅然决然地,将手机直接扔进了抽屉。
陈以清正襟危坐,耳观鼻鼻观心,一副聚精会神的样子。
其实耳朵早就竖起来了,眼睛更是余光轻扫,将薛珅这一套动作全都看在眼里。
他心中不住偷笑,暗自感叹着“年轻人的爱情啊,就是这么你侬我侬,黏黏糊糊”,脸上表情却依然维持着波澜不惊的平静。
薛珅拿起杯子,猛灌了一大杯冷茶,抬头一看屏幕,顿时跳了起来。
“模拟结果出来了。”
陈以清一听,立刻看了过来。
屏幕前,两颗毛发浓密的脑袋紧紧凑在一起,久久无声。
良久,陈以清重重点头,发出一声惊叹。
“果然,包含更大孔径的生物支架中,神经细胞的生长更迅速。”
“尽管两种材料的平均孔径和化学成分相同,但在孔隙形状规则的支架中发现有更多的再生神经浸润。”
“后者能够在极大程度上,改善脊髓损伤后的细胞浸润,基因传递,神经电信号传输,以及组织修复。”
薛珅哈哈一笑,兴奋地搓起手来。
“老子想得没错,接下来,咱们实验室走起!”
“等等,基本结构是有了,但是你怎么制造呢?”陈以清不解地问道。
“当然是生物3D打印啊。怎么你不知道吗?”
陈以清摇摇头:“听说过,但那是大型3D打印,什么建筑打印,还有各种模型之类的。怎么微型结构也能3D打印吗?”
“那当然,传统生物组织3D打印的方法,确实不能很好地构建复杂的3D微结构,所以我打造了一台新机器,研究出一种新的微尺度连续投影打印方法。”
“哇,这么牛?”陈以清听着这一长串高大上的名词,露出了不明觉厉的表情,同时又隐隐有种兴奋感。
“走,带你去好好见识一下。”
薛珅拍着胸脯,将一脸雀跃的陈以清领进了实验室。
“这就是微米级的3D打印机,能够打印物体的特征小到1.5微米,仅有红细胞的五分之一大小。”
“比商业的3D打印机小上数倍,却保留了商业打印机的高打印速度,比其他适合微细加工的先进高分辨率3D打印方法快100倍以上。”
薛珅指着操作台上一台造型奇特的机器,口若悬河地介绍了起来。
这是一台看起来异常简单的金属设备,结构一目了然,尺寸比陈以清想象中要小上许多,看起来更像一个四四方方的金属置物架。
四根一米高的粗管竖着放在一张金属板上,管子分为四层,上下两端分别放置着一个大塑料箱,上面的刷成了土黄色,下面的则刷上一层灰漆,两种颜色将箱子清楚地区分开来。
底部的箱子上连接着几个粗大的管子,刷上各种荧光绿色,也不知道是干嘛用的。
第二层则放着一个黑色的管子,通过红色的电线跟一台笔记本电脑连接在一起。
陈以清呆呆地看着面前这台简单到有些粗陋的设备,一时说不出话来。
脑海中一些高大上的科技泡沫瞬间粉碎得干干净净。
要不是薛珅振振有词,他都以为是实习生拿实验室废弃的材料来练手,才打造出这么一台奇葩的机器。
实在是有些过于离谱了。
粗制滥造都不足以形容这台设备,也就比垃圾干净一些,属于卖废品都卖不出去的那种。
他站在机器前,脸色变幻不定,心中有一万头草泥马奔腾而过。
薛珅却压根没注意到,直接在设备上刷刷一通操作,已经自顾自地将机器开动了起来。
不一会,机器发出一阵轰鸣,并嗡嗡地叫了起来,给陈以清带来了更深刻的粗制滥造印象。
而薛珅则是来到机器面前,跟他肩并肩站在一起,激动地讲解着工作流程。
“它以数字光处理引擎为基础,同时采用了自适应光学技术,可以用来增强镜头等光学设备的图像差异。”
“开发它主要是为了满足日益增长的亚微米制造需求,纳米实验室本来就有一些定制亚微米零件的快速成型需求,要求零件不受几何或者有机形状的限制。”
“于是,就只能自己研发这样一台机器了。”
“当然,也不全是我的功劳,王大力也出了不少力。”
“他研究那个什么手术机器人,快要大功告成了,也应用了一些光学方面的技术在这上面。”
“我这里有现成的胶原蛋白水凝胶,刚才又做了建模,材料有了,图纸也有了,就先打印个模型看看。”
陈以清愣愣地听着,一句话也没有说。
“当然,现在里面肯定是没有神经干细胞的……”
突然,机器发出三道高亢的蜂鸣声,随即停了下来。
陈以清叹了口气,有些遗憾道:“终究还是出故障了。”
却见薛珅一脸兴奋地从金属板上拿起一个东西,嚷了起来。
“哈哈,2秒钟,就打印了一个适合啮齿动物脊髓尺寸的3D仿生水凝胶支架。”
他伸出手掌,小心翼翼地递到陈以清面前。
“来,欣赏一下2毫米的神经支架。”
“啊?”陈以清顿时惊得目瞪口呆。
什么鬼,2秒钟就打印出一个神经支架了?
他足足花了5秒钟,才回过神来,定睛往薛珅手掌上看去。
“你妹啊,还真让你给搞出来了。”
双目一阵扫描,就跟在如来佛祖的手掌上寻找孙猴子的踪迹一样。
好不容易找到那个2mm的胶质小碎片,他不禁爆出了一句粗口。
因为这个井字形的小碎片,真的跟脊髓横截面太相似了。
陈以清伸出两根手指,将神经支架轻轻捏了起来,仔细端详。
确实能从透明的胶状物中,看到一些孔洞结构,这一点他还是比较满意的。
就是现在里面都是中空的,没有填充神经干细胞,所以还算不得神经支架,只能叫做胶质脊髓支架。
他看了又看,足足观察了一分钟,才依依不舍地放了下来。
“这么个玩意,塞在脊髓断裂处,没准还真能用。”他转头看了眼这台简陋的机器,有些欲言又止。
“就是你这个机器,看着也太粗糙了点吧。”
“你是不是随便拿了几根管子自制的?好歹也找个正经的厂家打磨一下吧。”
薛珅不以为然,随口搪塞道:“没事,能用就行,管那么多干嘛。”
“机器嘛,糙汉风才是真正的机械美学。”
陈以清深吸了口气,顿时无话可说。
虽然他有些追求完美的强迫症,看这台机器怎么看都有些碍眼。
不过想想薛珅说得也没错,就将目光移开,问起了另一个问题。
“精度什么的能保证吗?如果要植入干细胞的话,具体又该怎么用呢?”
薛珅招了招手,把他喊过来。
“呵呵,这个不是问题,你过来,我给你看机器的3D模型,看一看你就懂了。”
“不过我还要再研究一下模型,现在水凝胶有了,但是性能和结构到底如何,没做实验还真不清楚。”
“咱们先在大鼠身上试试吧。”
“我记得你实验室有一台高精度MRI吧?我这没有,看来动物实验还得在你那做。”
这话说得陈以清也兴奋起来。
“我看行。关于这一点,我也有些看法,可以一起讨论一下。”
当下,两人你一句,我一句,细细讨论起具体的实验方案来。
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“宝宝,我好困。”
薛珅站在窗前,极目远眺,随之打了个哈欠,说道。
“这么困你昨晚是去做贼吗?”电话里传来了娇滴滴的声音。
“对啊,去偷你的心。”薛珅一脸深沉地吐出这几个字,引来对面一阵咯咯咯的欢笑声。
突然,“咳咳”两声在门口响起,将他从情意绵绵的世界中带回现实。
薛珅往门口扫了一眼,赶紧对着电话那头道:“宝宝,我着急去开个会,一会聊。”
不等对方说话,便急忙挂掉了电话。
收拾好荡漾的心情,来到办公桌前,再挂上一本正经的微笑。
“陈主任,贵客临门啊,找我什么事?”
陈以清似笑非笑地看着他:“不好意思,打扰到薛主任了。”
眼看着薛珅老脸一红,表情变得有些忸怩,便缓缓道出此行来意。
“神经再生支架?这倒是个非常有创意的想法。”
两人在沙发上坐下,薛珅递过一杯热茶,目光穿过冉冉升起的白汽,若有所思道。
不过他没有继续往下说,而是反问道。
“听说你的干细胞疗法非常火热啊,渐冻症现在可是个大热门,怎么不继续搞下去了?反而跑来捣鼓这个神经支架?”
陈以清淡淡一笑:“其实干细胞疗法主要是丁冕的成果,我没有付出多少努力,只是拿来主义而已。这个神经支架才是我自己的东西。”
薛珅赞许地点点头:“不愧是陈主任,有自己的想法。”
他神情变得严肃起来:“按照你这么说,这个神经支架的材料和结构就非常重要了。”
“材料的话,要有一定的塑形能力,否则无法形成中空的结构,也很难适应复杂的脊髓环境,起到对神经元生长的引导作用,还要足够柔软,不能对周围未受伤的组织造成损伤。”
“再考虑到生物相容性,以及神经损伤恢复后,材料的可分解性,我个人还是倾向于生物材料支架。”
“这种材料需要模拟自然的脊髓组织,这样就可以很容易地被神经干细胞所填充,本质上能够填补损伤留下的间隙。”
“可以考虑一种基于胶原蛋白的仿生水凝胶,以液体形式通过针管注入,到达体内立即凝结成一个复杂的纳米纤维网络,模仿脊髓的胞外基质,为支架提供力学支撑,并为神经干细胞提供合适的生长环境。”
“至于结构,可以模拟脊髓组织的多孔结构,更好地满足脊髓神经电信号传导要求。”
薛珅越说越是兴起,他从办公桌抽屉里拿出一个平板电脑,打开作图软件,手持电容笔,在上面刷刷描绘起来。
“你看,对于高度多孔的支架,这里有三种排列组合结构。”
“第一种是平行排列结构,一个个孔洞很规矩地排列在一起,就像一把筷子堆叠起来的横截面。”
陈以清插嘴道:“脊髓神经束就是这种平行排列结构,但是轴突再生无法形成网状,不利于神经电信号传导。”
薛珅头也不抬,一边画,一边说道:“没错,所以这种不合适。”
“第二种和第三种差不多,但是前者是一个大小不规则的孔隙网络,比较简单,后者则是一个高度规则的孔隙网络,更为复杂一点。”
陈以清看着屏幕上的图形,沉思道:“这些孔洞的大小应该要比神经干细胞大吧,否则细胞很难通过,也无法给细胞的生长提供营养分子。”
“这样看来,是不是高度规则的孔隙网络要更好一点,孔洞更大,能够让更多的细胞在孔隙中爬行。”
薛珅点点头:“大小不一的孔洞确实有点问题,可能小一点的孔会阻止细胞通过生长。”
“反正神经细胞的大小都知道,我等会做个3D模型在电脑上模拟一下吧。”
陈以清有些抑制不住自己的兴奋:“那还等什么,现在就做吧,还是说你一会有事?”
薛珅张了张口,似乎想说什么,却又无声地闭上了嘴。
良久,他才发出一声闷哼:“没事,我现在就给你做。”
花了一个多小时,两人在电脑上做出了简单的3D模型,并进行了初步的AI模拟。
这也是医药研究的一个固定流程,都是先在计算机上模拟,计算出结果,再在实验室进行合成,进行后续的实验。
看着屏幕上出现的“模拟中……”这几个大字,薛珅终于长舒了口气。
他看了一眼陈以清,对方正对着他画出的结构图,冥思苦想。
于是悄悄拿出调成静音的手机,打开一看,顿时一阵肝颤。
女朋友给自己发了十几条短信了,都是在各种撒娇,由于长时间得不到回复,语气逐渐升级,已陷入抓狂中。
他擦了擦额头上渗出的冷汗,手指舞出一阵残影,一口气敲出一大段甜言蜜语。
点击发送,又加上最后一句话。
“宝宝,我马上进实验室,手机不能带,放柜子里了。”
然后毅然决然地,将手机直接扔进了抽屉。
陈以清正襟危坐,耳观鼻鼻观心,一副聚精会神的样子。
其实耳朵早就竖起来了,眼睛更是余光轻扫,将薛珅这一套动作全都看在眼里。
他心中不住偷笑,暗自感叹着“年轻人的爱情啊,就是这么你侬我侬,黏黏糊糊”,脸上表情却依然维持着波澜不惊的平静。
薛珅拿起杯子,猛灌了一大杯冷茶,抬头一看屏幕,顿时跳了起来。
“模拟结果出来了。”
陈以清一听,立刻看了过来。
屏幕前,两颗毛发浓密的脑袋紧紧凑在一起,久久无声。
良久,陈以清重重点头,发出一声惊叹。
“果然,包含更大孔径的生物支架中,神经细胞的生长更迅速。”
“尽管两种材料的平均孔径和化学成分相同,但在孔隙形状规则的支架中发现有更多的再生神经浸润。”
“后者能够在极大程度上,改善脊髓损伤后的细胞浸润,基因传递,神经电信号传输,以及组织修复。”
薛珅哈哈一笑,兴奋地搓起手来。
“老子想得没错,接下来,咱们实验室走起!”
“等等,基本结构是有了,但是你怎么制造呢?”陈以清不解地问道。
“当然是生物3D打印啊。怎么你不知道吗?”
陈以清摇摇头:“听说过,但那是大型3D打印,什么建筑打印,还有各种模型之类的。怎么微型结构也能3D打印吗?”
“那当然,传统生物组织3D打印的方法,确实不能很好地构建复杂的3D微结构,所以我打造了一台新机器,研究出一种新的微尺度连续投影打印方法。”
“哇,这么牛?”陈以清听着这一长串高大上的名词,露出了不明觉厉的表情,同时又隐隐有种兴奋感。
“走,带你去好好见识一下。”
薛珅拍着胸脯,将一脸雀跃的陈以清领进了实验室。
“这就是微米级的3D打印机,能够打印物体的特征小到1.5微米,仅有红细胞的五分之一大小。”
“比商业的3D打印机小上数倍,却保留了商业打印机的高打印速度,比其他适合微细加工的先进高分辨率3D打印方法快100倍以上。”
薛珅指着操作台上一台造型奇特的机器,口若悬河地介绍了起来。
这是一台看起来异常简单的金属设备,结构一目了然,尺寸比陈以清想象中要小上许多,看起来更像一个四四方方的金属置物架。
四根一米高的粗管竖着放在一张金属板上,管子分为四层,上下两端分别放置着一个大塑料箱,上面的刷成了土黄色,下面的则刷上一层灰漆,两种颜色将箱子清楚地区分开来。
底部的箱子上连接着几个粗大的管子,刷上各种荧光绿色,也不知道是干嘛用的。
第二层则放着一个黑色的管子,通过红色的电线跟一台笔记本电脑连接在一起。
陈以清呆呆地看着面前这台简单到有些粗陋的设备,一时说不出话来。
脑海中一些高大上的科技泡沫瞬间粉碎得干干净净。
要不是薛珅振振有词,他都以为是实习生拿实验室废弃的材料来练手,才打造出这么一台奇葩的机器。
实在是有些过于离谱了。
粗制滥造都不足以形容这台设备,也就比垃圾干净一些,属于卖废品都卖不出去的那种。
他站在机器前,脸色变幻不定,心中有一万头草泥马奔腾而过。
薛珅却压根没注意到,直接在设备上刷刷一通操作,已经自顾自地将机器开动了起来。
不一会,机器发出一阵轰鸣,并嗡嗡地叫了起来,给陈以清带来了更深刻的粗制滥造印象。
而薛珅则是来到机器面前,跟他肩并肩站在一起,激动地讲解着工作流程。
“它以数字光处理引擎为基础,同时采用了自适应光学技术,可以用来增强镜头等光学设备的图像差异。”
“开发它主要是为了满足日益增长的亚微米制造需求,纳米实验室本来就有一些定制亚微米零件的快速成型需求,要求零件不受几何或者有机形状的限制。”
“于是,就只能自己研发这样一台机器了。”
“当然,也不全是我的功劳,王大力也出了不少力。”
“他研究那个什么手术机器人,快要大功告成了,也应用了一些光学方面的技术在这上面。”
“我这里有现成的胶原蛋白水凝胶,刚才又做了建模,材料有了,图纸也有了,就先打印个模型看看。”
陈以清愣愣地听着,一句话也没有说。
“当然,现在里面肯定是没有神经干细胞的……”
突然,机器发出三道高亢的蜂鸣声,随即停了下来。
陈以清叹了口气,有些遗憾道:“终究还是出故障了。”
却见薛珅一脸兴奋地从金属板上拿起一个东西,嚷了起来。
“哈哈,2秒钟,就打印了一个适合啮齿动物脊髓尺寸的3D仿生水凝胶支架。”
他伸出手掌,小心翼翼地递到陈以清面前。
“来,欣赏一下2毫米的神经支架。”
“啊?”陈以清顿时惊得目瞪口呆。
什么鬼,2秒钟就打印出一个神经支架了?
他足足花了5秒钟,才回过神来,定睛往薛珅手掌上看去。
“你妹啊,还真让你给搞出来了。”
双目一阵扫描,就跟在如来佛祖的手掌上寻找孙猴子的踪迹一样。
好不容易找到那个2mm的胶质小碎片,他不禁爆出了一句粗口。
因为这个井字形的小碎片,真的跟脊髓横截面太相似了。
陈以清伸出两根手指,将神经支架轻轻捏了起来,仔细端详。
确实能从透明的胶状物中,看到一些孔洞结构,这一点他还是比较满意的。
就是现在里面都是中空的,没有填充神经干细胞,所以还算不得神经支架,只能叫做胶质脊髓支架。
他看了又看,足足观察了一分钟,才依依不舍地放了下来。
“这么个玩意,塞在脊髓断裂处,没准还真能用。”他转头看了眼这台简陋的机器,有些欲言又止。
“就是你这个机器,看着也太粗糙了点吧。”
“你是不是随便拿了几根管子自制的?好歹也找个正经的厂家打磨一下吧。”
薛珅不以为然,随口搪塞道:“没事,能用就行,管那么多干嘛。”
“机器嘛,糙汉风才是真正的机械美学。”
陈以清深吸了口气,顿时无话可说。
虽然他有些追求完美的强迫症,看这台机器怎么看都有些碍眼。
不过想想薛珅说得也没错,就将目光移开,问起了另一个问题。
“精度什么的能保证吗?如果要植入干细胞的话,具体又该怎么用呢?”
薛珅招了招手,把他喊过来。
“呵呵,这个不是问题,你过来,我给你看机器的3D模型,看一看你就懂了。”
“不过我还要再研究一下模型,现在水凝胶有了,但是性能和结构到底如何,没做实验还真不清楚。”
“咱们先在大鼠身上试试吧。”
“我记得你实验室有一台高精度MRI吧?我这没有,看来动物实验还得在你那做。”
这话说得陈以清也兴奋起来。
“我看行。关于这一点,我也有些看法,可以一起讨论一下。”
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