3D打印可穿戴驅(qū)蚊戒指，測(cè)試效果喜人
魔猴君 行業(yè)資訊 800天前
2022年10月13日，德國(guó)哈雷-維滕貝格大學(xué)（MLU）的一組科研人員正在研究一個(gè)更方便的驅(qū)蚊手段，采用3D打印技術(shù)來(lái)制造驅(qū)蚊戒指或任意可穿戴物。研究人員使用一種常見(jiàn)的驅(qū)蟲(chóng)劑“IR3535”開(kāi)發(fā)了他們的產(chǎn)品原型。
△科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種新的3D打印可穿戴戒指，旨在長(zhǎng)期驅(qū)趕蚊子和其他昆蟲(chóng)
在非洲，每?jī)煞昼娋陀幸幻麅和烙诏懠?。蚊子和人類正在進(jìn)行一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。為了幫助人類獲勝，科學(xué)家們正在研究新的策略。尤其是坦桑尼亞的“蚊子城”伊法卡拉。IR3535又叫驅(qū)蚊酯（丁基乙酰氨基丙酸乙酯）是一種廣譜、高效的昆蟲(chóng)驅(qū)避劑。它對(duì)蒼蠅、虱子、螞蟻、蚊子、蟑螂、蠓蟲(chóng)、牛虻、扁蚤、沙蚤、沙蠓、白蛉、蟬等都有良好的驅(qū)避效果，并且能在不同氣候條件下使用。
△一些蚊蟲(chóng)，通過(guò)將瘧疾病人的血液傳播到正常人體內(nèi)，從而造成疾病
傳統(tǒng)上，它通常用作噴霧劑或乳液，并可提供數(shù)小時(shí)的保護(hù)。然而，Androsch和他的團(tuán)隊(duì)正在尋找一個(gè)更方便攜帶，在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，可緩慢持續(xù)地釋放這種化學(xué)劑的方法，例如將它封裝在可佩戴的戒指或手鐲中。
△采用IR3535和3D打印聚合物，來(lái)制造一種方便、快捷、長(zhǎng)效驅(qū)蟲(chóng)的手段
采用3D打印技術(shù)獲得創(chuàng)新
IR3535活性成分，首先被“封裝”并形成所需的形狀，例如戒指或任意可方便佩戴的形狀，然后可以佩戴并釋放驅(qū)蟲(chóng)劑。在這樣的系統(tǒng)中，固體聚合物承載液體驅(qū)蚊劑，可以緩慢釋放到環(huán)境中。作為一種新方法，該團(tuán)隊(duì)表示，3D打印聚合物固體驅(qū)蟲(chóng)劑，驅(qū)蟲(chóng)效果超越了之前不同技術(shù)所開(kāi)發(fā)的同類設(shè)備。MLU的Rene Androsch教授說(shuō)：“含有IR3535的驅(qū)蟲(chóng)噴霧對(duì)皮膚非常溫和，多年來(lái)已在世界各地使用。這就是我們一直在實(shí)驗(yàn)中采用該化學(xué)劑的原因?！痹搱F(tuán)隊(duì)使用一種特殊的3D打印技術(shù)，可以打印含有高達(dá)含量25 m%驅(qū)蟲(chóng)劑的3D零件，并且在打印過(guò)程中，驅(qū)蟲(chóng)劑的損失很小，以可控的方式，將驅(qū)蟲(chóng)劑插入可生物降解的聚合物中，并以各種方式塑造物質(zhì)混合物。
△該團(tuán)隊(duì)的研究成果已發(fā)表在《國(guó)際藥劑學(xué)雜志》上，題目為“聚合物/驅(qū)蟲(chóng)系統(tǒng)聚（l-乳酸）/丁基乙酰氨基丙酸乙酯（PLLA/IR3535）的3D打印”（傳送門）
3D打印驅(qū)蚊戒指或手環(huán)的核心亮點(diǎn)
*聚合物/驅(qū)蟲(chóng)劑PLLA/IR3535，可以通過(guò)3D打印獲得藥物輸送裝置；
*實(shí)現(xiàn)的最大驅(qū)蟲(chóng)劑負(fù)載為25 m%；
*IR3535在正常人體溫度下的蒸發(fā)速度，至少可以持續(xù)5-10天。
該研究的主要作者MLU博士生杜凡凡說(shuō)：“3D打印驅(qū)蟲(chóng)戒指的基本思路是減緩驅(qū)蟲(chóng)劑地蒸發(fā)并有效形成驅(qū)蟲(chóng)屏障，驅(qū)蟲(chóng)劑蒸發(fā)的速率取決于許多不同的因素，包括溫度、濃度和所用聚合物的結(jié)構(gòu)等?！痹谶M(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)和模擬之后，該團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)驅(qū)蟲(chóng)劑需要一個(gè)多星期的時(shí)間，才能在體溫37 攝氏度的溫度下完全蒸發(fā)。對(duì)于含有少量驅(qū)蟲(chóng)劑的樣品，由于冷卻步驟相當(dāng)快且床溫約為 25 °C，PLLA 的結(jié)晶受到抑制，低于均相聚合物或驅(qū)蟲(chóng)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在較高的驅(qū)蟲(chóng)劑濃度下，由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低到接近甚至低于環(huán)境溫度，打印后儲(chǔ)存過(guò)程中結(jié)晶度緩慢增加。對(duì)于所有樣品，無(wú)論初始驅(qū)蟲(chóng)劑濃度如何，驅(qū)蟲(chóng)劑釋放速率都會(huì)隨著溫度的升高而增加，并且在環(huán)境溫度下，釋放時(shí)間常數(shù)約為10天。雖然研究人員已經(jīng)證明，絕對(duì)有可能開(kāi)發(fā)出一種可穿戴的驅(qū)蟲(chóng)劑，但為研究創(chuàng)建的戒指和其它形式，目前近是設(shè)計(jì)原型。
雖然我國(guó)由蚊蟲(chóng)叮咬引起的一些疾病現(xiàn)在非常罕見(jiàn)，但對(duì)于非洲國(guó)家，采用3D打印技術(shù)，推出這種方便、快捷、不受環(huán)境所影響的驅(qū)蟲(chóng)技術(shù)，未來(lái)還是非常有市場(chǎng)前景的。該研究人員表示，需要進(jìn)行進(jìn)一步研究以確定該環(huán)在實(shí)際條件下的功能如何。
來(lái)源：南極雄
