新的喷墨打印方法可以加快药物发现和个性化药物打印的速度

剑桥工程师首次展示了数字喷墨印刷和流体表面微滴的自组织以创建功能材料的结构。这些印刷的液滴自然会被困在流体表面。正是在这一点上，当流体在液滴周围固化成固态聚合物膜时，它们被捕获了。受表面上形成的冷凝图案的启发，这种突破性的易于制造的方法为将来扩大在药物发现和印刷个性化药物输送中的应用铺平了道路。

工程部下属的制造研究所(IfM)的先进制造流体研究团队正在研究将液滴用作反应的微型试管。他们希望能够在小区域安装的数百万滴液滴可用于加速药物发现反应。该小组将在BBSRC(生物技术和生物科学研究委员会)资助的工作中对此进行进一步调查。此外，该团队正在探索如何使用捕获和释放液滴来量身定制伤口。与BBSRC Impact Acceleration Account和剑桥大学衍生的LIFNano Rx Limited紧密合作，后者使用量子生物学来捕获干细胞生长因子“ LIF”的治疗特性，

当设计用于诸如药物的控释之类的应用时，具有可调节孔的聚合物薄膜是必不可少的。一个例子包括通过贴在舌头上的贴片或可溶解的薄膜来递送个性化的组合剂量。现在，研究人员已将这种先进的印刷技术与自然灵感方法的原理结合在一起，以提供一种可制造的方式来将功能传递给多孔聚合物薄膜。研究结果发表在《材料视野》杂志和《国际药学杂志》上。

每天在固体表面上看到的自然水凝结模式，由瑞利勋爵(Lord Rayleigh)在1911年研究，经常被称为“呼吸图(BFs)”。自1990年代以来，已知这些高炉会以微米级水滴的形式出现在流体表面，并具有自组织和压印成永久性微孔聚合物结构的能力。受此启发，剑桥研究团队已使用按需滴(DoD)喷墨打印来控制液滴的大小，液滴的含量以及在流体表面上的位置。与高炉法相比，这种新工艺具有更高的稳定性，对孔的体积和结构的控制极好，并且可以快速制造功能性，结构化的聚合物膜，从而使应用可行且可扩展。

喷墨印刷工艺高度可编程，液滴尺寸和输送到基材的液滴图案易于控制。液滴的含量可以配制为包含多种功能材料，同时仍能可靠地打印。这可以包括药物和生物印刷。每个液滴大​​部分浸没在液体中并被困住，但向外部的开口很小。在第一个应用中，对于药物发现，这允许添加随后的液滴并将其与表面上已经存在的液滴混合，就好像它们是微型试管一样。在第二个应用中，此小开口允许材料通过扩散释放。这使研究人员Zhang Qingxin Zhang博士和Niamh Willis-Fox博士可以检查过程的每个步骤-打印，捕获和释放。克莱尔·康博伊(Clare Conboy)博士，

为了提高液滴的定位精度，探索了自组织作为将液滴更紧密地聚集在一起的一种方法。人们发现这是确保近乎完美的液滴堆积的高度可靠且可重复的方式，研究小组一直在展示如何以正方形阵列或六角形蜂窝状结构捕获液滴。

制造业科学与技术高级讲师Ronan Daly博士说：“使用替代的Breath Figure液滴自组织技术从未达到这种控制水平和秩序。我们还实现了向更安全，更环保的转变这些结构的负责任制造。结果是一种低成本和可定制的技术，它变得更加可重复和可调整，并且为快速转换为结合药物递送和药物发现技术的应用铺平了道路。”

LIFNanoRx首席执行官Su Metcalfe博士说：“印刷个性化交付与仿生生物的量子生物学相结合的能力，开创了低成本，高价值的可持续和通用疗法的新时代。”

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