ג'ל נוזלי אגרוז שנוצר על ידי עיבוד גזירה במהלך הג'לציה להדפסה ביולוגית תלת ממדית מושהית

היכולת להשתמש בדיו ביולוגי שונה היא בעלת חשיבות עליונה לפיתוח מוצלח של מבנים מודפסים ביולוגית, וטכנולוגיה זו מאפשרת שימוש בחומרים שבדרך כלל אינם תואמים לטכניקות הדפסה קונבנציונליות. תווך השהייה מונע קריסה של ביו-דיו בצמיגות נמוכה בעת השקעתו, ומאפשר שילוב של ביו-דיו שונים בתוך מבנה יחיד כדי ליצור וריאציות אזוריות בתכונות כימיות ומכניות הדומות יותר לרקמות מקומיות. הדגמת ההליך תהיה ד"ר טום רוברטסון, עמית מחקר מאוניברסיטת בירמינגהם, וד"ר ג'סיקה סניור, עמיתת מחקר מאוניברסיטת האדרספילד.

כדי להתחיל, הפעל את הריומטר והכנס גיאומטריות משוננות של 40 מ"מ, מה שמאפשר לו לעמוד במשך 30 דקות. אפס את גובה הרווח של הרומטר באמצעות פונקציית גובה הרווח אפס. הוסף כשני מיליליטר דגימה בלוח התחתון והנמיך את הגיאומטריה העליונה ליצירת גובה רווח של מילימטר אחד.

חתכו את הדגימה על ידי הסרת עודפי החומר שנפלט מבין הלוחות באמצעות קצה שטוח ולא שוחק כדי למשוך נוזל עודף מהרווח, והשרו אותו בנייר טישו. כדי לקבוע את יכולת ההזרקה של הדיו הביולוגי, בצע פרופילי viscometry על-ידי בחירה בבדיקת Viscometry מתוך אפשרויות המשתמש. הזן את הפרמטרים לבדיקת רמפה מבוקרת קצב גזירה במהירות 0.1 עד 500 לשנייה עם זמן רמפה של דקה.

טען דגימה חדשה וחזור על התהליך כדי להבטיח יכולת שחזור. כדי לקבוע את מאפייני הג'לינג של הביו-דיו, בוצעו בדיקות דפורמציה קטנות על ידי בחירת בדיקות תנודה מאפשרויות המשתמש. יש להזין פרמטרים לבדיקת תדר אחת תחת מאמץ קבוע, כתדירות של הרץ אחד, מאמץ של 0.5% במשך שעה אחת בזמן שהדיו ג'ל.

חזור על בדיקת כבש הוויסקומטריה על דגימות חדשות תחת בקרת מאמץ באמצעות הלחצים העליונים והתחתונים שנקבעו מבדיקת הרמפה מבוקרת קצב הגזירה בשלב כפי שהודגם בעבר. כדי לבצע מדידות משרעת ותדר באתרן על דגימות ג'ל, בחר בדיקת תנודה מתוך אפשרויות המשתמש. לאחר בחירת טאטוא המשרעת, הזן את הפרמטרים לבדיקת טאטוא משרעת הנשלטת על ידי מתח ב- 0.01 עד 500% בתדר הרץ אחד קבוע.

לאחר השלמת הבדיקה, נתח את הספקטרום כדי לקבוע את האזור הויסקו-אלסטי הליניארי. טען דגימה חדשה על הריומטר ואפשר לו לג'ל. לאחר מכן בחר בדיקת תנודה מתוך אפשרויות המשתמש.

בחר בדיקת תדר ופרמטרים של תדר קלט בין 0.01 ל -10 הרץ ומתח בתוך האזור הויסקו-אלסטי הליניארי של הספקטרום שנקבע מנתוני טאטוא המשרעת שהתקבלו קודם לכן. כדי להפעיל תוכנת CAD ולהתחיל את הדור של מודל CAD, בחר באפשרות כלים ולאחר מכן לחץ על חומרים בתוכנת CAD כדי להגדיר את פרמטרי ההדפסה עבור הביו-דיו שנבחר. הזן את קוטר חוט הלהט המשוער בכרטיסיה עובי כדי לקבוע את עובי z של כל שכבה.

לעיצוב המבנה שכבה אחר שכבה, השתמשו בכרטיסיות שכבות בתוכנה, קבצו את השכבות באמצעות הכרטיסייה 'קבוצה' והקצו כל שכבה לרמה במישור z באמצעות הכרטיסייה 'רמה'. צור מבנה סריג על ידי יצירת שכבה אחת עם החוטים לאורך ציר x ושכבה שנייה לאורך ציר y והקצה את שתיהן לרמה נפרדת. תחת הכרטיסיה קבוצה, קבע את גובה הבנייה על-ידי בחירת מספר היחידות החוזרות במבנה.

לאחר מכן לחץ על הכלי צור כדי ליצור קוד G עבור העיצוב ולהציג עיבוד תלת ממדי של המבנה. במדפסת הביולוגית, יש להכניס את הדיו הביולוגי למחסנית ההדפסה ולהבריג אותו לראש ההדפסה שמעל למיקרו-שסתום. לאחר מכן לחץ על פונקציית מדידת אורך המחט כדי לכייל את ראש ההדפסה.

לאחר מכן, חברו את ראש ההדפסה המורכב למערכת הלחץ הפנאומטית, והעמיסו את כלי התרבית על פלטפורמת ההדפסה. לאחר בחירת לחץ מתאים, פתח את קוד ה- G שנוצר קודם ולחץ על הפעל כדי להתחיל בתהליך ההדפסה. לאחר השלמת ההדפסה של עורק התרדמה, השתמש מזרק ומחט כדי להזריק שני מיליליטר של 200 מילימולר סידן כלורי dihydrate סביב המבנה.

לאחר שלוש שעות לפחות, הסירו את מצע התמיכה בג'ל נוזלי מרחבי המבנה ושטפו אותו בעדינות ב-PBS. לאחר מכן הסר את המבנה מאמבט התמיכה באמצעות מרית. נצפתה התאמת רזולוציית הדפסה של סריגי אלגינט וקולגן כפונקציה של קוטר חוט הלהט באמצעות אקסטרוזיה ב 30, 60 ו -120 קילופסקל והתוצאות הראו כי הרזולוציה ניתנת לכוונון ישיר עם השינויים בלחץ האקסטרוזיה.

כדי להשיג שיפוע של תכונות מכניות דומות לאלה שנמצאו בעור, נעשה שימוש בפרופורציות שונות של פקטין וקולגן בשכבות העור וההיפודרמיס, וכתוצאה מכך נוצר מבנה ללא סימן לדלמינציה. רמה גבוהה של כדאיות התא נצפתה בכל המבנה לאחר 14 ימי תרבית שבמהלכם החומרים התקשחו, מה שמעיד על עיצוב מחדש של החומר. עבור הריאולוגיה, חשוב שהדגימה תיטען כראוי כדי להבטיח נתונים הניתנים לשחזור, ועבור ההדפסה הביולוגית, חשוב שהמבנה יהיה מקושר במלואו לפני הוצאתו מהמיטה התומכת.

תרבית מבני רקמות בקנה מידה גדול לפרקי זמן ממושכים מסייעת לחקור את תגובת התאים המשובצים לגירויים פיזיים וכימיים.