周家復特聘研究員及巴強達博士獲國家科學委員會頒發<2024未來科技獎>
【技術名稱】
以新型自駕單射流之電紡絲技術製作3D功能性支架用於組織工程和再生醫學
【技術簡介】
以傳統電紡絲平台的簡單設置、經過優化和自動化，我們可克服傳統多射流電紡絲帶來的許多問題，並通過自駕單射流的自切換和3D自搜索過程，可製作出任何具挑戰性的人體器官尺度之3D廓形支架，同時具有優異的形狀記憶性、高孔隙率和可拉伸性等特點，這些綜合優點為傳統多射流電紡絲和常用3D列印技術所無法實現。(該技術已獲得美國、中華民國專利)
【科學突破性】
自駕單射流電紡絲是第一個展示可3D製作細胞相容增生的支架、具再現性，且能複製 1毫米到幾十公分的圖案，並具有幾百微米的書寫分辨率。 然而，傳統的多射流電紡絲僅允許二維支架製造，由於其隨機多射流彎曲不穩定性，只能有數公分的書寫分辨率。自駕單射流電紡支架的多孔性和機械拉伸性約為傳統多射流電紡絲的10倍。
【產業應用性】
自駕單射流的自編程纖維沉積僅需基本電紡絲設置，且可使用電場模擬軟體進行高精度預測和調控。3D自駕單射流電紡絲的穩健性和可重複性等優點，保證其自動化3D電紡絲系統作為商業化產品的工程可行性，並產出極具成本效益高利潤的組織工程細胞支架。到2028年，僅組織工程的市場規模即將達296.4億美元。
【參考文獻】
1.B. Navaneethan, G.P. Vijayakumar, L.A. Luwang, S. Karuppiah, V.J. Reddy, S. Ramakrishna, C.F. Chou*, “Novel Self-directing Single-Polymer Jet Developing Layered-Like 3D Buckled Microfibrous Scaffolds for Tissue Engineering Applications”, ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 9691–9701 https://doi.org/10.1021/acsami.0c22028.
2.B. Navaneethan, C.F. Chou*, “Self-Searching Writing of Human-Organ-Scale Three-Dimensional Topographic Scaffolds with Shape Memory by Silkworm-like Electrospun Autopilot Jet”, ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 14, 42841-42851 https://doi.org/10.1021/acsami.2c07682.
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