Design of tailor-made resins for 3D printing by vat photopolymerization: preparation of thermosensitive hydrogels for cell manipulation

Abstract

Polymeric networks are three-dimensional structures formed by crosslinked polymers whose mechanical and chemical properties make them versatile for a wide range of applications. Hydrogels are polymeric networks with a high water retention capacity, which has made them very attractive components for various biomedical applications, among others, the one addressed in this thesis focused on the use of hydrogels as supports for non-aggressive detachment of cell monolayers by temperature change. The objective of this thesis is to develop resins that allow the formation of networks and hydrogels in both 2D and 3D models, using photopolymerization techniques. These techniques include photopolymerization in a UV curing chamber and, most importantly, 3D printing using vat photopolymerization, the latter being one of the main additive manufacturing technologies. Photopolymerization has significant advantages in terms of the control of the reaction rate and the homogeneity of the resulting polymer network...

Las redes poliméricas son estructuras tridimensionales formadas por polímeros entrecruzados, cuyas propiedades mecánicas y químicas las hacen versátiles para diversas aplicaciones. Los hidrogeles son aquellas redes poliméricas con una alta capacidad de retención de agua, lo que los ha convertido en componentes muy atractivos para diversas aplicaciones biomédicas, entre otras, la abordada en esta tesis centrada en el uso de hidrogeles como soportes para despegado no agresivo de monocapas celulares por cambio de temperatura. El objetivo de esta tesis es desarrollar resinas que permitan la formación de redes e hidrogeles tanto en modelos 2D como 3D, utilizando técnicas de fotopolimerización. Entre estas técnicas, se incluyen la fotopolimerización en cámara de curado UV y sobre todo la impresión 3D mediante fotopolimerización en cuba, siendo esta última una de las tecnologías principales de la fabricación aditiva. La fotopolimerización presenta ventajas significativas en términos de control de la velocidad de reacción y la homogeneidad de la red polimérica resultante...