Name: 3D طبع السقالات السليلوز المسامية المائية نانوي (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: اكتشف بروتوكول طباعة ثلاثية الأبعاد للسقالات الهيدروجيلية النانوية السليلوزية التي تحاكي خصائص الغضروف الطبيعي. تتيح هذه الطريقة للباحثين تصميم هياكل مسامية متدرجة لإعادة توليد الأنسجة بكفاءة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

هذه الدراسة يدعمه ماليا كنوت واليس والنبرغ مؤسسة (مركز العلوم الخشب والنبرغ)، "مجلس البحوث السويدية"، VR (بيويال، DNR 2016-05709 و DNR 2017-04254).

1-إعداد السلائف
<ol><li>إعداد تعليق نانوكريستالس السليلوز ملاحظة: يتم عزل نانوكريستالس السليلوز وفقا للإجراءات التي أوردها ماثيو، وآخرون30.<ol>
<li>تمييع wt تعليق 17% نانوكريستالس السليلوز إلى 2% بالوزن بإضافة الماء لجعل إجمالي حجم 2 ميكس ل. استخدام دقة فائقة من سونيكيشن واستخدام مجموعات صغيرة (250-300 مل) لخلط كفاءة المقطر.</li>
		<li>تمرير تعليق سونيفيد عن طريق الخالطون عشر مرات عند ضغط بار 500-600. عند هذه النقطة، يتم الحصول على هلام شفافة سميكة من وزن 2% السليولوز نانوكريستالس.</li>
		<li>التركيز 2 السيليلوز % wt نانوكريستالس هلام و 11% wt من خلال سينتريفوجيشنز في 24,500 س ز h. 1.5 صب الماء من بين كل 30 دقيقة. ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً التجربة هنا.</li>
	</ol>
</li>
	<li>إعداد مصفوفة المراحل<ol>
<li>إعداد الحل متجانسة من الجينات الصوديوم % wt 6 (SA) في الماء المقطر عند 60 درجة مئوية تحت التحريك المستمر.</li>
		<li>إعداد الحل متجانسة من 12 wt % جيلاتين (هلام) في الماء المقطر عند 60 درجة مئوية تحت التحريك المستمر. ملاحظة: إعداد حجم 20 مل لمصفوفة الحلول وتخزينها في الثلاجة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>إعداد كروسلينكيرس<ol>
<li>إعداد حل 3 wt % كلوريد الكالسيوم في الماء المقطر في درجة حرارة الغرفة تحت التحريك المستمر.</li>
		<li>إعداد حل wt 3 ٪ glutaraldehyde في الماء المقطر في درجة حرارة الغرفة تحت التحريك المستمر. ملاحظة: إعداد حجم 50 مل لحلول crosslinking وتخزينها في درجة حرارة الغرفة. الرجوع إلى الجدول للمواد اللازمة لمعلومات المورد. يمكن أن يكون مؤقتاً التجربة هنا.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2-إعداد الحبر المائية
<ol><li>إعداد 40 مل حبر المائية في حاوية البوليستيرين بخلط و 11% باستخدام الحاسب الآلي، 6 سا % wt و 12 wt % جل الحصول على رطب (wt %) تكوين باستخدام الحاسب الآلي/SA/جل/المياه: 6.87/1.50/1.50/90.12.</li>
	<li>حرارة المخلوط إلى 40 درجة مئوية والمزيج بملعقة حتى يتم الحصول على عجينة ناعمة.</li>
	<li>نقل الخليط في محقن 60 مل. تمرير هذا الخليط من خلال سلسلة من الفتحات مع أقطار مختلفة في محقن 60 مل آخر، مع مساعدة المشبك الميكانيكية. كرر هذه العملية حتى يتم الحصول على خيوط مقذوف بسلاسة من الحبر المائية. بدء تشغيل مع فوهة بقطر أكبر من 800 ميكرون، تليها 600 ميكرون و 400 ميكرون.</li>
	<li>بلطف الطرد (4,000 س ز) حقنه مليئة بالحبر المائية لإزالة المحاصرين الجوية. ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً التجربة هنا.</li>
</ol>3-قياس خصائص انسيابية المائية
الخبير: إجراء خصائص انسيابية باستخدام هندسة مخروط في لوحة سلس، CP25-2-SN7617، قطرها 25 مم، 2 ° زاوية الاسمية وارتفاع الفجوة 0.05 ملم عند 25 درجة مئوية.
<ol><li>قم بتشغيل رهيوميتير وضاغط هواء ومربع التحكم في درجة الحرارة. تهيئة البرنامج.</li>
	<li>تحميل أداة قياس في رهيوميتير وتعيين صفر-الفجوة.</li>
	<li>قذف حوالي 1 مل الحبر المائية إلى ساحة رهيوميتير.</li>
	<li>قياس اللزوجة كدالة لمعدل القص. حدد نطاق معدل القص من 0.001 إلى 1000.</li>
	<li>بعد أن يتم القياس، تنظيف الأساسي رهيوميتير وقياس أداة. قذف 1 مل حبر المائية العذبة مرة أخرى على منصة رهيوميتير.</li>
	<li>قياس بواقي التخزين (G′)، وفقدان بواقي (G″) كدالة لإجهاد القص بتردد من 1 هرتز. حدد نطاق إجهاد القص من 103 إلى 107.</li>
	<li>بمجرد إكمال الاختبارات، يتم نسخ البيانات إلى ملف نصي ورسم منحنيات انسيابية في مقياس لوغاريتمي.</li>
</ol>4-ملف التحضير للطباعة ثلاثية الأبعاد
ملاحظة: يتم استخدام البرمجيات Cura 2.4.0 لتصميم 3D السقالات (20 ملم3) وجود ثلاثة أنواع من المسام. 1-زي مسام 0.6 مم، 2-الزي المسام من 1.0 مم والمسام 3-التدرج من نطاق 0.5-1 ملم.
<ol><li>تحميل ملف مكعب الصلبة المجسمة (stl) من thingsinverse.com وفتح الملف في كور.</li>
	<li>انقر فوق طراز تحميلها ونقلها إلى X/Y/Z: 0/0/0 مم. انقر فوق جدول، قم بإلغاء تحديد مربع المقياس الموحد وتعيين الأبعاد إلى X/Y/Z: 20/20/20 مم. انقر فوق استدارة وتدوير المكعب بدرجة 45 في الطائرة س.</li>
	<li>في لوحة جانبية، في فوهة & المواد، حدد 0.4 مم ولصق ملف التعريف. حدد Discov3ry كاملة كالطابعة.</li>
	<li>في لوحة جانبية، حدد مخصص إعداد الطباعة. تحت قسم الجودة ، أدخل 0.2 مم لجميع الأقسام الفرعية. ضمن المقطع شل ، أدخل 0 ملم لجميع الأقسام الفرعية. تحت قسم المواد ، أدخل 26 درجة مئوية لدرجة الحرارة، وتدفق 1 مم القطر و 100%. تحت قسم السرعة ، أدخل 30 ملم/s ك 120 ملم/ثانية و سرعة السفرو سرعة الطباعة . تحت قسم الدعم ، قم بإلغاء تحديد المربع تمكين الدعم. تحت قسم بناء التصاق لوحة ، حدد تنورة، أدخل 3 مم المسافة تنورة و 150 مم تنورة/أسنانها الأصغري.</li>
	<li>للسقالات مع حجم المسام موحدة، أدخل 0.6 أو 1 ملم مسافة سطر بدأت أعمال الحفر وتحديد نمط الشبكة بدأت أعمال الحفر.</li>
	<li>ويستخدم للسقالات مسامية متدرجة، دمج وتجميع أداة. الحق انقر فوق تحميل نموذج، حدد نماذج متعددة، قم بإدخال 2 ثم اضغط موافق. مقياس كل نموذج ك X/Y/Z: 20/20/7 ملم-وضع النماذج على رأس كل منهما الآخر. أدخل مسافة سطر بدأت أعمال الحفر ك 0.3، 0.5 و 0.7 مم للنموذج الأسفل والأوسط والأعلى، على التوالي. حدد كافة النماذج الثلاثة (Ctrl + A)، انقر بالزر الأيمن وانقر فوق مجموعة نماذج.</li>
	<li>حفظ النماذج على البطاقة بالتأكيد Digital (SD). كور تلقائياً حفظ الملف ك gcode التي يتم قراءتها من قبل الطابعة.</li>
</ol>5-3D الطباعة المسامية السقالات
<ol><li>إدراج حامل فوهة أنبوب نقل وتوصيل 400 ميكرون فوهة لها. مستوى لوحة البناء للحصول على المسافة الصحيحة بين لوحة الإنشاء والفوهات.</li>
	<li>تحميل المحاقن سينتريفوجيد إلى الخرطوشة وتوصيله إلى الجانب الآخر من أنبوب نقل.</li>
	<li>إدراج بطاقة SD في الطابعة، حدد إزالة سريعة والبدء في تطهير الحبر المائية حتى يبدأ بقذف من الفوهة. مواصلة تطهير لمدة 2-3 دقيقة للحصول على تدفق متجانسة.</li>
	<li>من بطاقة SD، حدد الملفات المحفوظة للسقالات المسامية موحدة والتدرج والبدء في الطباعة. إبقاء عين على معدل البثق. إذا لزم الأمر، ضبط معدل السرعة والتدفق تبعاً لذلك. لأصغر حجم المسام، استخدام أسرع سرعة جنبا إلى جنب مع معدل التدفق المنخفض (50 ملم/s و 70 في المائة). ملاحظة: لا تلمس السقالات المطبوعة 3D.</li>
</ol>6-Crosslinking 3D طباعة السقالات
<ol><li>بعد الانتهاء من الطباعة ثلاثية الأبعاد، بلطف إضافة قطرات من 3% wt كاكل2 إلى السقالة حتى يصبح رطب تماما. انتظر لمدة 5 دقائق.</li>
	<li>بعناية فائقة بنقل السقالة من الطابعة إلى 50 مل حاوية مليئة 3 wt % كاكل2. اتركه بين عشية وضحاها.</li>
	<li>يغسل جيدا بالماء المقطر ونقل السقالة إلى 50 مل حاوية مليئة بوزن 3 ٪ glutaraldehyde. اتركه بين عشية وضحاها.</li>
	<li>يغسل جيدا وتخزين سقالة المطبوعة 3D في الماء المقطر.</li>
</ol>7-ضغط الاختبار
ملاحظة: إجراء اختبارات الضغط مع 100 N تحميل الخلية في الماء عند 37 درجة مئوية.
<ol><li>تعبئة الحاوية مجهزة بلوحة ضغط غاطسة قاعدة مع 2 لتر الماء وبدء تشغيل نظام التدفئة تصل إلى 37 درجة مئوية.</li>
	<li>تهيئة البرنامج العالمي بلال وإعداد أسلوب الاختبار. حدد عينة مستطيلة الهندسة واختر خيار إدخال الأبعاد قبل اختبار كل عينة.  تعيين معدل الضغط إلى 2 مم/دقيقة ونهاية نتيجة 80% السلالة ضاغطة جنبا إلى جنب مع القوة N 90.</li>
	<li>في المقطع القياس ، حدد القوة والتشريد، والإجهاد ضاغطة وإجهاد ضاغطة. اختر خيار تصدير البيانات كملفات نصية للتخطيط للمستقبل.</li>
	<li>تعيين نقطة الصفر ملحق باستخدام عناصر التحكم هرول إلى انخفاض لوحة crosshead أقرب ما يمكن قاعدة اللوحة.</li>
	<li>قياس وملاحظة أبعاد العينات لاختبارها.</li>
	<li>عندما تصل درجة حرارة المياه إلى 37 درجة مئوية، وضع العينة على الصفيحة القاعدية.  تأمين العينة بنقل لوحة crosshead لكي يبدأ للمس العينة.</li>
	<li>نقل حمام المياه، حيث اللوحات بعينه في الفترات الفاصلة بين لهم مغمورة في الماء.</li>
	<li>قم بإدخال اسم العينة والأبعاد. بدء تشغيل الاختبار.</li>
	<li>بعد الانتهاء من الاختبار، أول مرة تنزل في حوض ماء وثم رفع لوحة crosshead.</li>
	<li>إزالة العينة والقطع به، إذا وجدت، تنظيف كل لوحات وتحميل نموذج جديد.</li>
	<li>بعد أن يتم اختبار جميع العينات، تصدير البيانات الخام. ارسم الإجهاد ضاغطة مقابل منحنيات إجهاد ضاغطة وتحديد معامل المماس ضاغطة في سلالة القيم من 1 إلى 5 في المائة، ونسبة 25-30 في المائة. ملاحظة: ضع المكعب التدرج في مثل هذه طريقة أن الثقوب أكبر تواجه الصفيحة القاعدية القرطاسية. أولاً تأمين السقالة بين السيطرة وثم البدء والتوقف القياس.</li>
</ol>

<ol><li>Moon, R. J., Martini, A., Nairn, J., Simonsen, J., Youngblood, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+nanomaterials+review%3A+structure%2C+properties+and+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites.</a> Chemical Society Reviews. 40 (7), 3941-3994 (2011).</li>
<li>Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocellulose%3A+a+new+ageless+bionanomaterial%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Nanocellulose: a new ageless bionanomaterial.</a> Materials Today. 16 (6), 220-227 (2013).</li>
<li>Chinga-Carrasco, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+and+limitations+of+nanocelluloses+as+components+in+biocomposite+inks+for+three-dimensional+bioprinting+and+for+biomedical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Potential and limitations of nanocelluloses as components in biocomposite inks for three-dimensional bioprinting and for biomedical devices.</a> Biomacromolecules. 19 (3), 701-711 (2018).</li>
<li>Naseri, N., Poirier, J., Girandon, L., Fröhlich, M., Oksman, K., Mathew, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3-Dimensional+porous+nanocomposite+scaffolds+based+on+cellulose+nanofibers+for+cartilage+tissue+engineering%3A+tailoring+of+porosity+and+mechanical+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Royal+Society+of+Chemistry+Advances%22%5BJournal%5D)">3-Dimensional porous nanocomposite scaffolds based on cellulose nanofibers for cartilage tissue engineering: tailoring of porosity and mechanical performance.</a> Royal Society of Chemistry Advances. 6 (8), 5999-6007 (2016).</li>
<li>Naseri, N., Deepa, B., Mathew, A. P., Oksman, K., Girandon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocellulose-Based+Interpenetrating+Polymer+Network+%28IPN%29+Hydrogels+for+Cartilage+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Nanocellulose-Based Interpenetrating Polymer Network (IPN) Hydrogels for Cartilage Applications.</a> Biomacromolecules. 17 (11), 3714-3723 (2016).</li>
<li>Naseri, N., Mathew, A. P., Girandon, L., Fröhlich, M., Oksman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+electrospun+nanocomposite+mats+based+on+chitosan-cellulose+nanocrystals+for+wound+dressing%3A+effect+of+surface+characteristics+of+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Porous electrospun nanocomposite mats based on chitosan-cellulose nanocrystals for wound dressing: effect of surface characteristics of nanocrystals.</a> Cellulose. 22 (1), 521-534 (2015).</li>
<li>Xing, Q., Zhao, F., Chen, S., McNamara, J., DeCoster, M. A., Lvov, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+biocompatible+three-dimensional+scaffolds+of+cellulose+microfiber%2Fgelatin+composites+for+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Porous biocompatible three-dimensional scaffolds of cellulose microfiber/gelatin composites for cell culture.</a> Acta Biomaterialia. 6 (6), 2132-2139 (2010).</li>
<li>Nandgaonkar, A., Krause, W., Lucia, L. Fabrication of cellulosic composite scaffolds for cartilage tissue engineering. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNandgaonkar%2C+A+%22Nanocomposites+for+musculoskeletal+tissue+regeneration%22">Nanocomposites for musculoskeletal tissue regeneration</a>. , Elsevier. 187-212 (2016).</li>
<li>Gross, B. C., Erkal, J. L., Lockwood, S. Y., Chen, C., Spence, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+3D+printing+and+its+potential+impact+on+biotechnology+and+the+chemical+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Evaluation of 3D printing and its potential impact on biotechnology and the chemical sciences.</a> Analytical Chemistry. 86 (7), 3240-3253 (2014).</li>
<li>Markstedt, K., Mantas, A., Tournier, I., Martínez Ávila, H., Hägg, D., Gatenholm, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+bioprinting+human+chondrocytes+with+nanocellulose-alginate+bioink+for+cartilage+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">3D bioprinting human chondrocytes with nanocellulose-alginate bioink for cartilage tissue engineering applications.</a> Biomacromolecules. 16 (5), 1489-1496 (2015).</li>
<li>Sultan, S., Mathew, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+scaffolds+with+gradient+porosity+based+on+a+cellulose+nanocrystal+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">3D printed scaffolds with gradient porosity based on a cellulose nanocrystal hydrogel.</a> Nanoscale. 10, 4421-4431 (2018).</li>
<li>Sultan, S., Siqueira, G., Zimmermann, T., Mathew, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+nano-cellulosic+biomaterials+for+medical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D printing of nano-cellulosic biomaterials for medical applications.</a> Current Opinion in Biomedical Engineering. 2, 29-34 (2017).</li>
<li>Sultan, S., Abdelhamid, H. N., Zou, X., Mathew, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CelloMOF%3A+Nanocellulose+Enabled+3D+Printing+of+Metal-Organic+Frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">CelloMOF: Nanocellulose Enabled 3D Printing of Metal-Organic Frameworks.</a> Advanced Functional Materials. , 1805372-1805384 (2018).</li>
<li>Siqueira, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+Nanocrystal+Inks+for+3D+Printing+of+Textured+Cellular+Architectures%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Cellulose Nanocrystal Inks for 3D Printing of Textured Cellular Architectures.</a> Advanced Functional Materials. 27 (12), 1604619-1604629 (2017).</li>
<li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-in-One+Cellulose+Nanocrystals+for+3D+Printing+of+Nanocomposite+Hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">All-in-One Cellulose Nanocrystals for 3D Printing of Nanocomposite Hydrogels.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (9), 2353-2356 (2018).</li>
<li>Hausmann, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+Cellulose+Nanocrystal+Alignment+during+3D+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Dynamics of Cellulose Nanocrystal Alignment during 3D Printing.</a> ACS Nano. 12 (7), 6926-6937 (2018).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+assembly+of+cellulose+nanocrystals+during+drying+and+redispersion%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanoscale assembly of cellulose nanocrystals during drying and redispersion.</a> ACS Macro Letters. 7 (2), 172-177 (2018).</li>
<li>Murphy, S. V., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+bioprinting+of+tissues+and+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">3D bioprinting of tissues and organs.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 773-785 (2014).</li>
<li>Pati, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Printing+three-dimensional+tissue+analogues+with+decellularized+extracellular+matrix+bioink%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+communications%22%5BJournal%5D)">Printing three-dimensional tissue analogues with decellularized extracellular matrix bioink.</a> Nature communications. 5, 3935(2014).</li>
<li>Xia, Z., Jin, S., Ye, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+and+organ+3D+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22SLAS+TECHNOLOGY%3A+Translating+Life+Sciences+Innovation%22%5BJournal%5D)">Tissue and organ 3D bioprinting.</a> SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. 23 (4), 301-314 (2018).</li>
<li>Zhang, Q., Lu, H., Kawazoe, N., Chen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pore+size+effect+of+collagen+scaffolds+on+cartilage+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Pore size effect of collagen scaffolds on cartilage regeneration.</a> Acta Biomaterialia. 10 (5), 2005-2013 (2014).</li>
<li>Loh, Q. L., Choong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+scaffolds+for+tissue+engineering+applications%3A+role+of+porosity+and+pore+size%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%2C+Part+B%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional scaffolds for tissue engineering applications: role of porosity and pore size.</a> Tissue Engineering, Part B: Reviews. 19 (6), 485-502 (2013).</li>
<li>Bružauskaitė, I., Bironaitė, D., Bagdonas, E., Bernotienė, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaffolds+and+cells+for+tissue+regeneration%3A+different+scaffold+pore+sizes-different+cell+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotechnology%22%5BJournal%5D)">Scaffolds and cells for tissue regeneration: different scaffold pore sizes-different cell effects.</a> Cytotechnology. 68 (3), 355-369 (2016).</li>
<li>Zhang, L., Hu, J., Athanasiou, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+tissue+engineering+in+articular+cartilage+repair+and+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews%E2%84%A2+in+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">The role of tissue engineering in articular cartilage repair and regeneration.</a> Critical Reviews™ in Biomedical Engineering. 37 (1-2), (2009).</li>
<li>Athanasiou, K., Rosenwasser, M., Buckwalter, J., Malinin, T., Mow, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interspecies+comparisons+of+in+situ+intrinsic+mechanical+properties+of+distal+femoral+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Interspecies comparisons of in situ intrinsic mechanical properties of distal femoral cartilage.</a> Journal of Orthopaedic Research. 9 (3), 330-340 (1991).</li>
<li>Schinagl, R. M., Gurskis, D., Chen, A. C., Sah, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depth-dependent+confined+compression+modulus+of+full-thickness+bovine+articular+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Depth-dependent confined compression modulus of full-thickness bovine articular cartilage.</a> Journal of Orthopaedic Research. 15 (4), 499-506 (1997).</li>
<li>Athanasiou, K., Niederauer, G., Schenck, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+topography+of+human+ankle+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Biomechanical topography of human ankle cartilage.</a> Annals Biomedical Engineering. 23 (5), 697-704 (1995).</li>
<li>Athanasiou, K. A., Liu, G. T., Lavery, L. A., Lanctot, D. R., Schenck, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+topography+of+human+articular+cartilage+in+the+first+metatarsophalangeal+joint%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">Biomechanical topography of human articular cartilage in the first metatarsophalangeal joint.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 348, 269-281 (1998).</li>
<li>Guilak, F., Jones, W. R., Ting-Beall, H. P., Lee, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+deformation+behavior+and+mechanical+properties+of+chondrocytes+in+articular+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">The deformation behavior and mechanical properties of chondrocytes in articular cartilage.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 7 (1), 59-70 (1999).</li>
<li>Mathew, A. P., Oksman, K., Karim, Z., Liu, P., Khan, S. A., Naseri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+scale+up+and+characterization+of+wood+cellulose+nanocrystals+hydrolysed+using+bioethanol+pilot+plant%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+Crops+and+Products%22%5BJournal%5D)">Process scale up and characterization of wood cellulose nanocrystals hydrolysed using bioethanol pilot plant.</a> Industrial Crops and Products. 58, 212-219 (2014).</li>
<li>Compton, B. G., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-printing+of+lightweight+cellular+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">3D-printing of lightweight cellular composites.</a> Advanced Materials. 26 (34), 5930-5935 (2014).</li>
<li>Sarem, M., Moztarzadeh, F., Mozafari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+can+genipin+assist+gelatin%2Fcarbohydrate+chitosan+scaffolds+to+act+as+replacements+of+load-bearing+soft+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">How can genipin assist gelatin/carbohydrate chitosan scaffolds to act as replacements of load-bearing soft tissues.</a> Carbohydrate Polymers. 93 (2), 635-643 (2013).</li>
<li>Chia, H. N., Hull, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compressive+moduli+of+the+human+medial+meniscus+in+the+axial+and+radial+directions+at+equilibrium+and+at+a+physiological+strain+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+orthopaedic+research%22%5BJournal%5D)">Compressive moduli of the human medial meniscus in the axial and radial directions at equilibrium and at a physiological strain rate.</a> Journal of orthopaedic research. 26 (7), 951-956 (2008).</li>
<li>Zhang, K., Fan, Y., Dunne, N., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+microporosity+on+scaffolds+for+bone+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Regenerative+biomaterials%22%5BJournal%5D)">Effect of microporosity on scaffolds for bone tissue engineering.</a> Regenerative biomaterials. 5 (2), 115-124 (2018).</li>
<li>Lin, N., Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocellulose+in+biomedicine%3A+Current+status+and+future+prospect%5BTitle%5D)+AND+%22European+Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">Nanocellulose in biomedicine: Current status and future prospect.</a> European Polymer Journal. 59, 302-325 (2014).</li>
<li>Domingues, R. M., Gomes, M. E., Reis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+of+cellulose+nanocrystals+in+tissue+engineering+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">The potential of cellulose nanocrystals in tissue engineering strategies.</a> Biomacromolecules. 15 (7), 2327-2346 (2014).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

الطباعة ثلاثية الأبعاد تتطلب خصائص انسيابية ملائمة الحبر المائية. الحبر عالية اللزوجة سيتطلب الضغوط القصوى لقذف به حين الحبر منخفضة اللزوجة لا سوف تحافظ على شكلها بعد البثق. يمكن التحكم في لزوجة الحبر المائية من خلال تركيز المكونات. بالمقارنة مع لدينا العمل السابقة11، يتم زيادة المحتوى الصلبة الحبر المائية من 5.4 إلى 9.9% wt أسفر عن الحبر المائية المركزة مما يساعد على تحسين دقة سقالة المطبوعة. تجدر الإشارة إلى أن، خلافا كنفس طويلة مرنة، يمكن أن تنتج قضبان صلبة مثل مركزا أحبار مع أعلى من المحتويات ...

السليولوز هو السكاريد تتكون من سلاسل خطية من β وحدات د-الجلوكوز المرتبط (1-4). وهو البوليمر الطبيعية الأكثر وفرة على الأرض ويستخرج من مجموعة متنوعة من المصادر، بما في ذلك الحيوانات البحرية (مثلاً، تونيكاتيس) والنباتات (مثل الخشب والقطن وقش القمح) ومصادر البكتيرية، مثل الطحالب (فالونيا مثلاً)، والفطريات، وحتى أميبا (البروتوزوا )1،2. الحصول على السليلوز النانو (CNF) ونانوكريستالس السليلوز (الحاسب الآلي) مع البعد واحد على الأقل في النانو من خلال المعالجات الميكانيكية والتحلل المائي الحمضي من السليولوز. ليس فقط لديهم خصائص السليلوز، مثل إمكانية تعديل المواد الكيميائية، والمنخفضة السمية، وتوافق مع الحياة، القابلة للتحلل، والمتجددة، ولكن لها أيضا خصائص النانو مثل ارتفاع مساحة محددة، الخصائص الميكانيكية العالية ، الخصائص الضوئية وانسيابية. هذه خصائص جذابة جعلت كنفس ومركزا مناسباً للتطبيقات الطبية الحيوية، أساسا في شكل ثلاثي الأبعاد (3D) السقالات المائية3. وتتطلب هذه السقالات الأبعاد المخصصة مع هيكل المسام التي تسيطر عليها والمترابطة المسامية. وأفادت مجموعتنا وآخرون نانومترى السليلوز مسامية 3D أعدت عن طريق الصب، واليكتروسبينينج، والتجميد4،،من56،،من78. غير أن السيطرة على هيكل المسام وتلفيق هندسة معقدة لا يتحقق من خلال هذه التقنيات التقليدية.
3D الطباعة هو أسلوب تصنيع مضافة، التي يتم إنشاء الكائنات 3D طبقة بطبقة من خلال ترسب الحبر9الكمبيوتر التي تسيطر عليها. مزايا الطباعة 3D على التقنيات التقليدية ليشمل حرية تصميم، الماكرو التي تسيطر عليها والأبعاد الدقيقة، تلفيق أبنية معقدة والتخصيص وإمكانية تكرار نتائج.  وبالإضافة إلى ذلك، يوفر 3D الطباعة كنفس ومركزا أيضا التحالفات التي يسببها القص من جسيمات نانوية، يفضل اتجاهية، مسامية متدرجة ويمكن أن تمتد بسهولة إلى، بيوبرينتينج 3D10،،من1112 13 , 14 , 15-في الآونة الأخيرة، أفادت ديناميات مركزا تم محاذاة أثناء الطباعة 3D16،17. وقد تمكن التقدم في ميدان بيوبرينتينج 3D مطبوعة الأنسجة والأعضاء على الرغم من التحدي الذي ينطوي عليها مثل الاختيار وتركيز الخلايا الحية وعوامل النمو، تكوين الحبر الناقل، طباعة الضغوط وأقطار فوهة18 ،،من1920.
المسامية وقوة ضاغطة للسقالات التجدد الغضروف هي الخصائص الهامة التي تملي على الكفاءة والأداء. حجم المسام دوراً هاما للالتصاق والتمايز، وتكاثر الخلايا، وكذلك فيما يتعلق بتبادل المواد الغذائية و النفايات الأيضية21. ومع ذلك، هناك لا حجم المسام محددة التي يمكن أن تعتبر كقيمة مثالية، بعض الدراسات أظهرت بيواكتيفيتي أعلى مع مسام أصغر حجماً بينما الآخرين تبين أفضل تجديد الغضاريف مع المسام الكبيرة. ماكروبوريس (< 500 ميكرومتر) تيسير التمعدن النسيج، والإمداد بالمواد الغذائية والتخلص من النفايات في حين ميكروبوريس (150-250 ميكرومتر) تيسير مرفق خلية وأفضل الخصائص الميكانيكية،من2223. يجب أن يكون مزروع سقالة السلامة الميكانيكية كافية من الوقت للتعامل مع غرس وحتى انتهاء الغرض المنشود منه. معامل الضغط الكلي الغضروف المفصلي الطبيعي يقال في النطاق من 0.1-2 الآلام والكروب الذهنية حسب السن والجنس ومكان اختبار4،24،،من2526،27 ،،من2829.
في لدينا العمل السابقة11، استخدمت 3D الطباعة باختلاق بيوسكافولدس المسامية من كروسلينكيد مزدوجة إينتيربينيتراتينج البوليمر الشبكة (IPN) من حبر المائية التي تتضمن مركزا معززة في مصفوفة من الجينات الصوديوم والجيلاتين. مسار الطباعة 3D الأمثل لتحقيق السقالات 3D مع هياكل المسام موحدة والتدرج (80-2,125 ميكرومتر) حيث يفضل توجيه نانوكريستالس في اتجاه الطباعة (درجة التوجه بين 61-76%). وهنا، نحن هذا استمرار هذا العمل ويوضح تأثير المسامية على الخواص الميكانيكية ل 3D طباعة السقالات المائية في ظروف محاكاة الجسم. في وقت سابق أبلغ مركزا يستخدم هنا، لنا أن تكون سيتوكومباتيبلي وغير سامة (أي نمو الخلايا بعد 15 يوما حضانة كان أكد30). وعلاوة على ذلك، أعدت السقالات عن طريق التجفيف استخدام نفس مركزا، وأظهرت الجينات الصوديوم والجيلاتين المسامية عالية، وامتصاص عالية المالحة العازلة الفوسفات وسيتوكومباتيبيليتي تجاه الخلايا الجذعية الوسيطة5. والهدف من هذا العمل لإثبات تجهيز الحبر المائية والطباعة 3D من السقالات المليئة بالثغرات واختبار ضغط. ويرد في الشكل 1الخطط لتجهيز الطريق.

<table><tbody><tr><td>60 مل حقنة</td><td>Structur3D الطباعة</td><td></td><td></td></tr> ملح <tr><td>الصوديوم حمض الألجنيك</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9005-38-3</td><td></td></tr><tr><td>كلوريد الكالسيوم اللامائي</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10043-52-4</td><td></td></tr><tr><td>المشابك ، ثلاثية المحاور ، Talon</td><td>VWR</td><td>241-0404</td><td>102 مم ، مشبك ضبط مزدوج ، كبير ، تمديد المشبك 127 مم</td></tr><tr><td>Cura 2.4.0</td><td>Ultimaker</td><td></td><td>برنامج تقطيع مجاني</td></tr><tr><td>طابعة ثلاثية الأبعاد Discov3ry Complete</td><td>Structur3D</td><td></td><td>Printing Ultimaker 2+ مدمجة مع آلة بثق لصق Discov3ry</td></tr><tr><td>الجيلاتين من جلد البقر</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9000-70-8</td><td></td></tr><tr><td>محلول Glutaraldehyde 50 wt. ٪ في H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>111-30-8</td><td></td></tr><tr><td>الخالط</td><td>SPX</td><td>APV-2000</td><td></td></tr><tr><td>Instron 5960</td><td>Instron</td><td></td><td>Instron 5960 ، حمام Biopuls ، خلية تحميل 100 نيوتن ، 37 درجة ؛ C ،</td></tr> <tr><td>Physica MCR 301 مقياس الريومتر</td><td>أنطون بار</td><td></td><td>CP25-2-SN7617 ، ارتفاع الفجوة 0.05 مم ، 25 درجة ؛ C</td></tr><tr><td>Sorvall Lynx 6000 جهاز طرد مركزي</td><td>AB Ninolab</td><td>s / n 41881692</td><td>F12-دوار (6x500 مل)</td></tr> <tr><td>فوهة الفولاذ المقاوم</td> للصدأ <td>Structur3D الطباعة</td><td></td><td>800 و 600 و 400 & micro ؛ m</td></tr><tr><td>thingsinverse</td><td>MakerBot's</td><td></td><td>&nbsp; تقاسم وتنزيل أشياء قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد في شكل ملفات stl</td></tr><tr><td>صوتنة فائقة</td><td>Qsonica، LLC</td><td>Q500</td><td></td></tr><tr><td>رقائق الخشب Unbarked</td><td>النرويج شجرة التنوب (Picea abies)</td><td></td> <td>محتوى المادة الجافة من 50 & ndash ؛ 55٪</td></tr></tbody></table>

3d طبع السقالات السليلوز المسامية المائية نانوي

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

يوضح هذا العمل استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) لإنتاج السقالات مكعب مسامية استخدام السليلوز نانوي المائية الحبر، مع هيكل المسام التي تسيطر عليها والخصائص الميكانيكية. نانوكريستالس السليلوز (مركزا، 69.62 wt %) وقد وضع المائية استناداً إلى الحبر مع مصفوفة (الجينات الصوديوم والجيلاتين) 3D طباعتها إلى السقالات مع هيكل مسام موحد والتدرج (110-1,100 ميكرومتر). أظهرت السقالات معامل ضغط في النطاق من 0.20-0.45 الآلام والكروب الذهنية عند اختباره في محاكاة ظروف المجراة في (في الماء المقطر عند 37 درجة مئوية). في أحجام المسام ومعامل ضغط من السقالات 3D المتطابقة مع المتطلبات اللازمة لتطبيقات تجديد الغضاريف. يوضح هذا العمل أن اتساق الحبر يمكن التحكم بتركيز على السلائف والمساميه يمكن التحكم بواسطة عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد وكل من هذه العوامل في المقابل يعرف الميكانيكية خصائص 3D الطباعة المسامية سقالة المائية. ولذلك يمكن استخدام هذا الأسلوب عملية اختﻻق السقالات هيكلياً وشكل تركيبي مخصصة وفقا للاحتياجات المحددة للمرضى.

ويظهر الحبر المائية نانوي مركزا على أساس إمالة غير نيوتن قوي رقيق السلوك (الشكل 2). الظاهر لزوجة 1.55 × 105 Pa.s بمعدل قص منخفض (0.001 s-1) يسقط خمسة أوامر للحجم إلى قيمة Pa.s 22.60 50 s-1 (إيتش فايف زيرو s-1 يجري بمعدل قص نموذجي ذوي خبرة أثناء الطباعة 3D) بمعدل قص31 . الحبر المائية يسلك سلوكاً صلبة لزج مطاطي، كمعامل التخزين G '(4.42 × 107 السلطة الفلسطينية) أمر من حجم أكبر من معامل فقدان ز '' (8....

ثلاث خطوات حاسمة في هذا البروتوكول هي ط) تطوير التكوين الصحيح والمسام اتساق الحبر المائية السليلوز، ثانيا) 3D الطباعة من السقالات في مختلف الهياكل مع الإخلاص جيدة الشكل والأبعاد والثالث) مظاهرة الخواص الميكانيكية في ظروف محاكاة الجسم لتجديد الغضاريف.

3D طبع السقالات السليلوز المسامية المائية نانوي

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

هذا هو التقرير الأول عن 3D المطبوعة نانوسيللوز hydrogel scaffolds حيث لدينا هيكل مسام التدرج والخصائص الميكانيكية لتقليد الهياكل الطبيعية والغضاريف. المزايا الرئيسية اثنين من استخدام تقنيات الطباعة 3D هي التخصيص وحرية التصميم. وهذا يفتح فرصة غير محدودة لاختلاق تصاميم هندسية جديدة وغير مستكشفة.هذا البروتوكول سهل الاستخدام، ويمكن للقادمين الجدد بسهولة إعادة إنتاج النتائج. اختيار برنامج التقطيع وحركة الفوهة له تأثير كبير على المنتج النهائي. للبدء، وإعداد 40 ملليلتر من حبر الهيدروجيل عن طريق خلط 11٪ من قبل CNC الوزن، 6٪ من الوزن الصوديوم الجينات، و 12٪ من الجيلاتين الوزن في وعاء.سخني الخليط إلى 40 درجة مئوية، واخلطي مع ملعقة حتى يتم الحصول على عجينة ناعمة. نقل الخليط إلى حقنة 60 ملليلتر. بعد ذلك ، مع مساعدة من المشبك الميكانيكية ، وتمرير الخليط من خلال سلسلة من الفوهات مع أقطار مختلفة في حقنة أخرى 60 ملليلتر.كرر العملية حتى يتم الحصول على خيوط مقذوف بسلاسة من حبر الهيدروجيل. برفق الطرد المركزي حقنة مليئة الحبر هيدروجيل في 4،000 مرات ز لإزالة الهواء المحاصرين. من بطاقة SD، حدد الملفات المحفوظة للسقالات المسامية الموحدة والتدرج، وابدأ الطباعة.إذا لزم الأمر، ضبط سرعة ومعدل التدفق وفقا لذلك. لربط عبر سقالة بعد اكتمال الطباعة 3D، بلطف إضافة قطرات من 3٪ من الوزن محلول كلوريد الكالسيوم إلى السقالة حتى يصبح الرطب تماما. انتظر خمس دقائقنقل بعناية فائقة سقالة من سرير الطابعة إلى حاوية 50 ملليلتر مليئة 3٪ من قبل محلول كلوريد الكالسيوم الوزن. اتركه بين عشية وضحاها. غسل جيدا بالماء المقطر، ونقل سقالة إلى حاوية 50 ملليلتر مليئة 3٪ من قبل محلول جلوارالدهايد الوزن.اتركه بين عشية وضحاها. اغسل جيدا، وتخزين سقالة مطبوعة 3D في الماء المقطر. لاختبار ضغط، وملء الحاوية مجهزة لوحة قاعدة ضغط غاطسة مع اثنين لتر من الماء، وبدء نظام التدفئة لتصل إلى 37 درجة مئوية.تهيئة برنامج بلوهيل العالمي، وإعداد طريقة الاختبار. حدد هندسة العينات المستطيلة، واختر خيار إدخال الأبعاد قبل اختبار كل عينة. تعيين معدل الضغط إلى مليمترين في الدقيقة ونهاية النتيجة كما 80٪ الضغط الضغط جنبا إلى جنب مع قوة 90 نيوتن.في قسم القياس، حدد القوة، النزوح، الضغط الاجهاد، والضغط القمعي. حدد خيار تصدير البيانات كملفات نصية للتآمر في المستقبل. تعيين نقطة تمديد صفر باستخدام عناصر التحكم هرول لخفض لوحة رأس مشتركة أقرب ما يمكن إلى لوحة الأساس.قياس وتسجيل أبعاد العينات التي سيتم اختبارها. عندما تصل درجة حرارة الماء إلى 37 درجة مئوية، ضع العينة على لوحة القاعدة. قم بتأمين العينة عن طريق تحريك لوحة الرأس المتقاطعة بحيث يبدأ بلمس العينة.نقل حمام الماء حتى أن لوحات مع عينة في بينهما مغمورة في الماء. أدخل اسم العينة والأبعاد، وابدأ الاختبار. بعد اكتمال الاختبار، قم أولاً بتحريك حمام الماء لأسفل، ثم ارفع اللوح ذو الرأس المتقاطع.إزالة العينة وقطعها، إن وجدت، تنظيف كل من لوحات، وتحميل عينة جديدة. بعد اختبار كافة العينات، تصدير البيانات الخام. مؤامرة الإجهاد القمعي مقابل منحنيات الضغط الضغط، وتحديد معامل الظل ضاغط في قيم سلالة من واحد إلى 5٪، و 25 إلى 30٪ CNCs القائم على الحبر النانوي هيدروجيل يظهر سلوك قوي غير نيوتن القص رقيق مع انخفاض خمسة من حجم اللزوجة الظاهري.يظهر حبر الهيدروجيل سلوكًا صلبًا لزجًا ، حيث أن معامل التخزين هو أمر أكبر من حجم معامل الخسارة عند إجهاد القص المنخفض. في معدلات سلالة منخفضة من واحد إلى 5٪ معامل الضغط يشبه لجميع أنواع السقالات المسامية بالمقارنة مع سقالة مرجعية مع عدم وجود المسامية، مما يدل على أن الطبيعة المرنة للحبر هيدروجيل يتم الحفاظ عليها حتى في وجود الجراثيم. ومع ذلك، في معدلات سلالة عالية من 25 إلى 30٪ يتم الحصول على أعلى معامل للسقالة المرجعية مع عدم وجود مسامية.بمجرد أن يزيد حجم المسام ، ينخفض المعامل بسبب انخفاض الكثافة ، مما يشير إلى العلاقة المتوقعة بين المسامية للسقالات والخواص الميكانيكية المقابلة. وعلاوة على ذلك، يزيد معامل الضغط من السقالات الهيدروجيل 3D كما يزيد معدل الضغط، وعرض ومحاكاة لزوجة أنسجة الغضروف الطبيعية. إنّ الانسداد وتدفق الحبر المستمر أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد هما أهمّ الأمور.سيتم استخدام هذه الطريقة من قبل الباحثين للتوسع في مناطق التطبيق الأخرى باستخدام نانوسيلولوز هيدروجيل كمنصة قابلة للطباعة 3D. على سبيل المثال، قمنا بالفعل بتطوير نانوسيلولوز القائم على الهجينة لإطلاق المخدرات الخاضعة للرقابة بعد نفس الإجراء.

3d-printed-porous-cellulose-nanocomposite-hydrogel-scaffolds

Research

JoVE Journal

Bioengineering

الهندسة الحيوية

تم استخدام bioprinter لخلق الهلاميات المائية منقوشة على أساس العفن فداء. تم ردم القالب بولوكسامير مع هيدروجيل الثاني، ثم مزال، وترك الفراغات التي كانت مليئة هيدروجيل الثالث. يستخدم هذا الأسلوب شطف سريع والقابليه جيدة من بولوكسامير لتوليد أبنية معقدة من البوليمرات الحيوية.

قوالب الطباعية عكس Thermoresponsive لإنشاء منقوشة الهلاميات المائية ثنائي مكون للثقافة الخلية 3D

تم تصميم وتصنيع طابعة حيوية ديكارتية للسماح بترسيب متعدد المواد في أشكال هندسية دقيقة وقابلة للتكرار ، مع السماح أيضا بالتحكم في العوامل البيئية. باستخدام الطابعة الحيوية ثلاثية الأبعاد ، يمكن طباعة التركيبات المعقدة والقابلة للتطبيق وإعادة إنتاجها بسهولة.

جدوى Bioprinted الخلوية التركيبات باستخدام طابعة ثلاثة الديكارتية موزع

نصف تصنيع صفائح الهيدروجيل الدقيقة باستخدام عملية بسيطة ، والتي يمكن تجميعها ومعالجتها في شكل قائم بذاته. باستخدام صفائح الهيدروجيل المعيارية هذه ، يمكن إنشاء نظام ثقافة خلية ثلاثي الأبعاد بسيط بمقياس كبير باستخدام بيئة مكروية خلوية خاضعة للرقابة.

بناء وحدات صفائح هيدروجيل لتحجيم الكلي Micropatterned 3D الخلوية العمارة

تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا مفصلا لتصنيع منصة زراعة خلايا الكبد ثلاثية الأبعاد الناشئة ، والسقالة البلورية الغروية المقلوبة ، والتقنيات المصاحبة لتقييم سلوك خلايا الكبد. تعمل المسام التي يمكن التحكم فيها في الحجم والترابط والقدرة على اقتران بروتينات المصفوفة خارج الخلية بسقالة بولي (إيثيلين جلايكول) (PEG) على تحسين أداء خلية Huh-7.5.

تصنيع مقلوب الغروية كريستال بولي (جلايكول الإثيلين) سقالة: وثلاثي الأبعاد منصة الثقافة خلية للهندسة الأنسجة الكبد

المقدمة هنا هي بسيطه للاستخدام ، والاساسيه/شل ، وثلاثه الابعاد القرصنة البيولوجية اعداد لتصنيع خطوه واحده من السقالات جوفاء ، ومناسبه للهندسة الانسجه من الاوعيه الدموية والهياكل الانبوبيه الأخرى.

الاساسيه/شل السقالات الطباعة للهندسة الانسجه من الهياكل أنبوبي

يسلط هذا البروتوكول الضوء على طريقة لتقييم التوافق البيولوجي بسرعة للخلايا النانوية البلورية (CNC) / agarose المركبة هيدروجيل الحبر المواد الحيوية مع خلايا الصاري نخاع العظم الماوس المستمدة من حيث صلاحية الخلية والتعبير الظاهري لمستقبلات سطح الخلية، كيت (CD117) ومستقبلات IgE عالية التقارب (FcεRI).

تصنيع بلوري Nanocellulose جزءا لا يتجزأ من الحبر Agarose المواد الحيوية لثقافة الخلايا الصاري نخاع العظام المستمدة

يتم إنتاج قضبان Microgel مع مجموعات تفاعلية تكميلية عبر الموائع الدقيقة مع القدرة على الترابط في محلول مائي. تتكدس الهلاميات الدقيقة متباينة القياس وتترابط في تركيبات مستقرة ذات مسام أكبر مقارنة بالأنظمة الكروية. Microgels المعدلة مع GRGDS-PC شكل هياكل 3D كبيرة يسهل اختراقها التي يمكن استخدامها لزراعة الخلايا.

سقالات 3D مترابطة من قضبان Microgel

توضح هذه المقالة بروتوكولات تصنيع هلام الجيلاتين ميثاكريلويل عالي الإنتاجية باستخدام أجهزة الموائع الدقيقة ، وتحويل الهلاميات الدقيقة إلى مسحوق قابل للإنعاش (الهلاميات الهوائية الدقيقة) ، والتجميع الكيميائي للهلام الدقيق لتشكيل سقالات هيدروجيل حبيبية ، وتطوير أحبار هيدروجيل حيوية حبيبية مع مسامية دقيقة محفوظة للطباعة الحيوية 3D.

سقالات هيدروجيل الحبيبية الجيلاتين ميثاكريلويل: تصنيع ميكروجيل عالي الإنتاجية ، التجفيد ، التجميع الكيميائي ، والطباعة الحيوية 3D

يصف هذا العمل بروتوكولا للطباعة الحرة المضمنة 3D للخلايا الجذعية العصبية داخل مركبات مصفوفة الجسيمات خارج الخلية القابلة للصلب ذاتية الشفاء. يتيح البروتوكول الزخرفة القابلة للبرمجة لتركيبات الأنسجة العصبية البشرية المترابطة بدقة عالية.

Microgel-Extracellular Matrix Composite Support for the Embedded 3D Printing of Human Neural Constructs

تقدم هذه الدراسة حماما معلقا جديدا للميكروجيل κ-carrageenan ، يعرض خصائص انتقالية رائعة للتشويش وفك التشويش عكسيا. تساهم هذه السمات في بناء أنسجة وأعضاء المحاكاة الحيوية في الطباعة الحيوية 3D المضمنة. توضح الطباعة الناجحة للأنسجة الشبيهة بالقلب / المريء بدقة عالية ونمو الخلايا تطبيقات الطباعة الحيوية وهندسة الأنسجة عالية الجودة.

الطباعة الحيوية المضمنة للهياكل الشبيهة بالأنسجة باستخدام وسط κ-Carrageenan Sub-Microgel

اكتشف بروتوكول طباعة ثلاثية الأبعاد للسقالات الهيدروجيلية النانوية السليلوزية التي تحاكي خصائص الغضروف الطبيعي. تتيح هذه الطريقة للباحثين تصميم هياكل مسامية متدرجة لإعادة توليد الأنسجة بكفاءة.

3D طبع السقالات السليلوز المسامية المائية نانوي

استكشف المزيد من الفيديوهات