Name: Ilościowa charakterystyka właściwości ciekłego światłoczułego biotuszu do ciągłego druku opartego na cyfrowym przetwarzaniu światła (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-14T13:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 32 s
Description: Odkryj metodę ciągłego druku DLP do inżynierii tkankowej z wykorzystaniem biotuszów światłoczułych. Technika ta optymalizuje krzywe robocze materiałów, zwiększając wydajność druku i redukując straty surowców.

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

Autorzy dziękują za wsparcie udzielone przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (Grant nr 12125205, 12072316, 12132014) oraz Chińską Fundację Nauk Podoktoranckich (Grant nr 2022M712754).

1. Przygotowanie teoretyczne
<ol>
	<li>Zdefiniuj trzy parametry: absorbancję cieczy (Al), absorbancję ciała stałego (As) oraz czas progowy (tT)17.</li>
	<li>Przepisz tradycyjną krzywą roboczą Jacobsa, wykorzystując te trzy parametry17 zgodnie z równaniem 1: 
	<img alt="Równanie równowagi statycznej dla kinetyki chemicznej; wzór na schemacie matematycznym." src="/files/ftp_upload/65277/65277eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1">     (Równanie 1) 
	Gdzie tH to czas utwardzania jednej pojedynczej warstwy, a H to wysokość jednej pojedynczej warstwy.</li>
</ol>
2. Pozyskiwanie parametrów
<ol>
	<li>Zmierz czas progowy bioatramentu za pomocą reometru wyposażonego w element kontroli temperatury.
	<ol>
		<li>Użyj źródła światła o długości fali 365 nm, aby naświetlać platformę pomiarową reometru, utrzymując natężenie światła na określonej wartości.</li>
		<li>Ustaw reometr tak, aby uzyskać dane Time-Moduli w okresie 300 s, pobierając każdy punkt danych co 0,3 s za pomocą opcji Time Settings w oprogramowaniu reometru. Kliknij przycisk Start Test reometru, aby rozpocząć pomiar, a jednocześnie kliknij przycisk Start Button źródła światła.</li>
		<li>Licząc od momentu rozpoczęcia naświetlania, czas, w którym wartość modułu zachowawczego zrówna się z wartością modułu stratności, uznaje się za czas progowy. Zapisz go ręcznie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zbuduj urządzenie do pomiaru absorbancji zgodnie z wcześniejszą pracą17. Użyj dwóch szklanych lamalek (górnej i dolnej), aby zacisnąć pierścieniową strukturę wydrukowaną (średnica wewnętrzna 5 mm, średnica zewnętrzna 10 mm) o grubości 500 µm, tak aby wewnętrzny okrąg pierścienia tworzył komorę. Umieść komorę na obszarze pomiarowym miernika natężenia światła i ustaw źródło światła tak, aby naświetlało obszar komory. 
	UWAGA: Rysunek 1 przedstawia schemat wyników testów fotoreologicznych i wyników przetwarzania danych oraz urządzenie do pomiaru absorbancji.
	<ol>
		<li>Zmierz natężenie światła padającego (Ii), gdy komora pomiarowa urządzenia do testu absorbancji nie jest wypełniona materiałem, odczytując wartość z wyświetlacza miernika natężenia światła urządzenia pomiarowego.</li>
		<li>Wypełnij komorę pomiarową 10 µL bioatramentu.</li>
		<li>Naświetlaj komorę pomiarową z bioatramentem światłem UV o długości fali 365 nm. Odczytaj natężenie światła (Ilh) z urządzenia do pomiaru absorbancji, korzystając z wyświetlacza miernika natężenia światła urządzenia pomiarowego.</li>
		<li>Odczytaj natężenie światła po utwardzeniu bioatramentu (Ish) z urządzenia do pomiaru absorbancji, korzystając z wyświetlacza miernika natężenia światła, gdy wartość przestanie się zmieniać. Wartość ta jest absorbancją ciała stałego, Ish.</li>
		<li>Oblicz absorbancję cieczy i absorbancję ciała stałego, korzystając z równań 2 i 3: 
		<img alt="Wzór na absorpcję \(A_l = \frac{1}{h} \cdot \ln(\frac{I_{lh}}{I_i})\) dla analizy spektroskopowej." src="/files/ftp_upload/65277/65277eq02.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 2">     Równanie 2 
		<img alt="Schemat równania absorbancji, As=1/h·ln(Ish/Ii), ilustrujący zasadę pochłaniania światła." src="/files/ftp_upload/65277/65277eq03.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 3">     Równanie 3</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyznacz krzywą roboczą Jacobsa na podstawie uzyskanych parametrów.</li>
</ol>
<img alt="Eksperyment absorpcji światła UV; wykres: moduł zachowawczy/strat w funkcji ekspozycji; układ: światło UV, szkło." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65277/65277fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Wyniki testów i aparatura. (A) Schemat wyników testów fotoreologicznych i wyników przetwarzania danych. (B) Aparatura do pomiaru absorbancji. Rycina została zmodyfikowana za zgodą Li i wsp.17. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65277/65277fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
3. Ustawienia parametrów ciągłego druku DLP
<ol>
	<li>Użyć oprogramowania DLP do druku DLP, ustawiając w programie parametry drukowania w następujący sposób.</li>
	<li>W ustawieniach parametrów oprogramowania ustawić czas naświetlania pierwszej pojedynczej warstwy jako czas progowy (tT).
	<ol>
		<li>Obliczyć czas naświetlania niezbędny do utwardzenia materiału o grubości 10 µm zgodnie z równaniem 1, a następnie odjąć czas progowy, aby uzyskać rzeczywisty czas naświetlania dla utwardzenia pojedynczej warstwy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W ustawieniach parametrów oprogramowania ustawić odstęp czasu między sąsiednimi warstwami na 0 s.</li>
	<li>Uruchomić drukarkę, klikając przycisk Start w oprogramowaniu do druku. Po zakończeniu procesu drukowania zakończyć pracę, klikając przycisk Stop w oprogramowaniu do druku.</li>
</ol>

Quantitative Characterization of Bioink Properties for Continuous DLP Printing

<ol><li>Berthiaume, F., Maguire, T. J., Yarmush, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+and+regenerative+medicine%3A+history%2C+progress%2C+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Chemical+and+Biomolecular+Engineering%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering and regenerative medicine: history, progress, and challenges.</a> Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. 2 (1), 403-430 (2011).</li>
<li>Ng, W. L., Chua, C. K., Shen, Y. -F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Print+me+an+organ%21+Why+we+are+not+there+yet%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Print me an organ! Why we are not there yet.</a> Progress in Polymer Science. 97, 101145(2019).</li>
<li>Sun, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bioprinting+roadmap%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">The bioprinting roadmap.</a> Biofabrication. 12 (2), 022002(2020).</li>
<li>Jiang, T., Munguia-Lopez, J. G., Flores-Torres, S., Kort-Mascort, J., Kinsella, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrusion+bioprinting+of+soft+materials%3A+An+emerging+technique+for+biological+model+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Reviews%22%5BJournal%5D)">Extrusion bioprinting of soft materials: An emerging technique for biological model fabrication.</a> Applied Physics Reviews. 6 (1), 011310(2019).</li>
<li>Ng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((L.cControlling+droplet+impact+velocity+and+droplet+volume%3A+Key+factors+to+achieving+high+cell+viability+in+sub-nanoliter+droplet-based+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Bioprinting%22%5BJournal%5D)">L.cControlling droplet impact velocity and droplet volume: Key factors to achieving high cell viability in sub-nanoliter droplet-based bioprinting.</a> International Journal of Bioprinting. 8 (1), 424(2021).</li>
<li>Yu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Printability+during+projection-based+3D+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Bioactive+Materials%22%5BJournal%5D)">Printability during projection-based 3D bioprinting.</a> Bioactive Materials. 11, 254-267 (2022).</li>
<li>Zhong, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioprinting+of+dual+ECM+scaffolds+encapsulating+limbal+stem%2Fprogenitor+cells+in+active+and+quiescent+statuses%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Bioprinting of dual ECM scaffolds encapsulating limbal stem/progenitor cells in active and quiescent statuses.</a> Biofabrication. 13 (4), (2021).</li>
<li>Huh, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinations+of+photoinitiator+and+UV+absorber+for+cell-based+digital+light+processing+%28DLP%29+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Combinations of photoinitiator and UV absorber for cell-based digital light processing (DLP) bioprinting.</a> Biofabrication. 13 (3), (2021).</li>
<li>Saed, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalized+poly+l-lactic+acid+synthesis+and+optimization+of+process+parameters+for+3D+printing+of+porous+scaffolds+via+digital+light+processing+%28DLP%29+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Manufacturing+Processes%22%5BJournal%5D)">Functionalized poly l-lactic acid synthesis and optimization of process parameters for 3D printing of porous scaffolds via digital light processing (DLP) method.</a> Journal of Manufacturing Processes. 56, 550-561 (2020).</li>
<li>Ng, W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vat+polymerization-based+bioprinting-process%2C+materials%2C+applications+and+regulatory+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Vat polymerization-based bioprinting-process, materials, applications and regulatory challenges.</a> Biofabrication. 12 (2), 022001(2020).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-fidelity+and+high-efficiency+additive+manufacturing+using+tunable+pre-curing+digital+light+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">High-fidelity and high-efficiency additive manufacturing using tunable pre-curing digital light processing.</a> Additive Manufacturing. 30, 100889(2019).</li>
<li>Kelly, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+additive+manufacturing+via+tomographic+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction.</a> Science. 363 (6431), 1075-1079 (2019).</li>
<li>Tumbleston, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+liquid+interface+production+of+3D+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Continuous liquid interface production of 3D objects.</a> Science. 347 (6228), 1349-1352 (2015).</li>
<li>Classens, K., Hafkamp, T., Westbeek, S., Remmers, J. J. C., Weiland, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiphysical+modeling+and+optimal+control+of+material+properties+for+photopolymerization+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Multiphysical modeling and optimal control of material properties for photopolymerization processes.</a> Additive Manufacturing. 38, 101520(2021).</li>
<li>Gong, H., Beauchamp, M., Perry, S., Woolley, A. T., Nordin, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+approach+to+resin+formulation+for+3D+printed+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Optical approach to resin formulation for 3D printed microfluidics.</a> RSC Advances. 5 (129), 106621-106632 (2015).</li>
<li>Hofstetter, C., Orman, S., Baudis, S., Stampfl, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+cure+depth+and+cure+degree%2C+a+new+way+to+fully+characterize+novel+photopolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Combining cure depth and cure degree, a new way to fully characterize novel photopolymers.</a> Additive Manufacturing. 24, 166-172 (2018).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+prediction+and+experimental+validation+of+the+digital+light+processing+%28DLP%29+working+curve+for+photocurable+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Theoretical prediction and experimental validation of the digital light processing (DLP) working curve for photocurable materials.</a> Additive Manufacturing. 37, 101716(2021).</li>
<li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecularly+cleavable+bioinks+facilitate+high-performance+digital+light+processing-based+bioprinting+of+functional+volumetric+soft+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Molecularly cleavable bioinks facilitate high-performance digital light processing-based bioprinting of functional volumetric soft tissues.</a> Nature Communications. 13 (1), 3317(2022).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Krytyczne etapy tego protokołu są opisane w sekcji 2. Konieczne jest ujednolicenie natężenia światła używanego w teście fotogeologicznym i natężenia światła drukowania w rzeczywistych testach. Najważniejszą częścią jest sprzęt do badania absorbancji. Kształt komory testowej powinien być taki sam jak obszar światłoczuły miernika natężenia światła. Ze względu na właściwości materiałów, które stale zmieniają się podczas całego procesu ekspozycji na światło UV, natężenie światła musi się nadal zmieniać6</su...

Inżynieria tkankowa1 jest ważna w dziedzinie naprawy narządów. Ze względu na brak dawstwa narządów, niektóre choroby, takie jak niewydolność wątroby i niewydolność nerek, nie mogą być dobrze wyleczone, a wielu pacjentów nie otrzymuje leczenia na czas2. Organoidy z wymaganą funkcją narządów mogą rozwiązać problem spowodowany brakiem dawstwa narządów. Budowa organoidów zależy od postępu i rozwoju technologii biodruku3.
W porównaniu z bioprintingiem typu ekstruzji4 i bioprintingiem typu inkjet5, szybkość drukowania i dokładność druku metodą biodruku metodą cyfrowego przetwarzania światła (DLP) są wyższe6,7. Moduł drukowania metody wytłaczania jest liniowy po linii, podczas gdy moduł drukowania metody atramentowej jest drukowany kropka po kropce, co jest mniej wydajne niż moduł drukowania warstwa po warstwie biodruku DLP. Modulowana ekspozycja na światło ultrafioletowe (UV) na całą warstwę materiału w celu utwardzenia warstwy w biodruku DLP oraz rozmiar cechy obrazu decydują o dokładności drukowania DLP. To sprawia, że technologia DLP jest bardzo wydajna8,9,10. Ze względu na nadmierne utwardzanie światła UV, dokładna zależność między czasem utwardzania a rozmiarem wydruku jest ważna dla biodruku DLP o wysokiej dokładności. Co więcej, ciągłe drukowanie DLP jest modyfikacją metody drukowania DLP, która może znacznie poprawić wydajność drukowania11,12,13. W przypadku ciągłego druku DLP najważniejszymi czynnikami są precyzyjne warunki drukowania.
Zależność między czasem utwardzania a rozmiarem wydruku nazywana jest krzywą roboczą Jacobsa, która jest szeroko stosowana w druku DLP14,15,16. Tradycyjną metodą uzyskania zależności jest naświetlenie materiału przez określony czas i zmierzenie grubości utwardzania w celu uzyskania punktu danych o czasie ekspozycji i grubości utwardzania. Powtórzenie tej operacji co najmniej pięć razy i dopasowanie punktów danych powoduje uzyskanie krzywej roboczej Jacobsa. Jednak ta metoda ma oczywiste wady; musi zużyć dużo materiału, aby osiągnąć utwardzenie, wyniki są w dużym stopniu zależne od warunków drukowania, biotusze stosowane w biodruku DLP są drogie i rzadkie, a odkształcalność biotuszy zwykle nie jest dobra, co może prowadzić do niedokładnych pomiarów grubości utwardzania.
Ten artykuł przedstawia nową metodę uzyskiwania zależności utwardzania zgodnie z fizycznymi właściwościami biotuszu. Korzystanie z tej teorii może zoptymalizować ciągłe drukowanie DLP. Ta metoda może być wykorzystana do szybszego i dokładniejszego uzyskania relacji utwardzania; dzięki temu można lepiej określić ciągłe utwardzanie DLP.

<table><tbody><tr><td>Brilliant Blue</td><td>Aladdin (Szanghaj, Chiny).</td><td>6104-59-2&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Warsztat tworzenia</td> <td>oprogramowania DLP</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Fenylo-2,4,6-trimetylobenzoilofosfinian</td><td></td><td>litu Nie</td> dotyczy <td>LAP; zsyntetyzowane</td></tr><tr><td>źródło światła</td><td>OmniCure</td><td>https://www.excelitas.com/product-category/omnicure-s-series-lamp-spot-uv-curing-systems</td><td>365 nm</td></tr><tr><td>Diakrylan polietylenu (glikolu)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>455008</td><td>PEGDA Mw ~700</td></tr><tr><td>Reometr&nbsp;</td><td>Anton Paar, Austria</td><td>MCR302</td><td></td></tr></tbody></table>

ilościowa charakterystyka właściwości ciekłego światłoczułego biotuszu do ciągłego druku opartego na cyfrowym przetwarzaniu światła

Quantitative Characterization of Liquid Photosensitive Bioink Properties for Continuous Digital Light Processing Based Printing

Precyzyjne drukowanie biotuszy jest warunkiem wstępnym dla inżynierii tkankowej; krzywa robocza Jacobsa jest narzędziem do określania precyzyjnych parametrów drukowania w cyfrowym przetwarzaniu światła (DLP). Jednak pozyskiwanie krzywych roboczych powoduje marnotrawstwo materiałów i wymaga wysokiej odkształcalności materiałów, które nie nadają się do biomateriałów. Ponadto zmniejszenie aktywności komórek spowodowane wielokrotnymi ekspozycjami i niepowodzenie tworzenia strukturalnego z powodu wielokrotnego pozycjonowania są nieuniknionymi problemami w konwencjonalnym biodruku DLP. Praca ta wprowadza nową metodę uzyskiwania krzywej roboczej oraz proces doskonalenia technologii ciągłego druku DLP w oparciu o taką krzywą roboczą. Ta metoda otrzymywania krzywej roboczej opiera się na właściwościach absorbancji i fotoreologii biomateriałów, które nie zależą od odkształcalności biomateriałów. Ciągły proces drukowania DLP, uzyskany dzięki ulepszeniu procesu drukowania poprzez analizę krzywej roboczej, zwiększa wydajność drukowania ponad dziesięciokrotnie i znacznie poprawia aktywność i funkcjonalność komórek, co jest korzystne dla rozwoju inżynierii tkankowej.

Niniejszy artykuł przedstawia nową metodę wyznaczania parametrów utwardzania i wprowadza nowy sposób realizacji ciągłego druku DLP, demonstrując efektywność tej metody w określaniu krzywej roboczej.
W druku DLP wykorzystaliśmy trzy różne materiały, aby zweryfikować dokładność teoretycznej krzywej roboczej uzyskanej metodą przedstawioną w niniejszym artykule. Materiały te to 20% (v/v) polietylenoglikolu diakrylanu (PEGDA), 0,5% (w/v) fenylo-2,4,6-trimetylobenzoilofosfinianu litu (LAP) z różnymi...

To badanie wykorzystuje temperaturę i skład materiału do kontrolowania właściwości płynów o granicy plastyczności. Stan podobny do ciała stałego atramentu może chronić strukturę druku, a stan podobny do cieczy może w sposób ciągły wypełniać pozycję drukowania, realizując cyfrowe przetwarzanie światła 3D z wyjątkowo miękkich biotuszów.

Ilościowa charakterystyka właściwości ciekłego światłoczułego biotuszu do ciągłego druku opartego na cyfrowym przetwarzaniu światła

Precise printing fabrication of bioinks is a prerequisite for tissue engineering; the Jacobs working curve is the tool to determine the precise printing ...

Moje badania obejmują głównie DLP, biodruk 3D i inżynierię tkankową. Staraliśmy się zoptymalizować i ulepszyć proces drukowania DLP i teorię formuły, aby drukowane rusztowanie inżynierii tkankowej mogło lepiej spełniać rzeczywiste potrzeby aplikacji klinicznej. Warunki drukowania istniejących materiałów światłoutwardzalnych opierają się na eksperymentach ręcznych i są uzyskiwane poprzez wprowadzanie danych z wielu przeprowadzonych eksperymentów.Takie eksperymenty powodują marnotrawstwo materiału i zmniejszają wydajność drukowania. Skonstruowałem teoretyczną krzywą roboczą i wyznaczyłem piramidy druku DLP materiału tylko na podstawie właściwości fizycznych materiału. Proponuje się zastosowanie koncepcji dynamicznej kąpieli fluidalnej w druku DLP w celu realizacji formatu DLP złożonych trójwymiarowych struktur z wyjątkowo miękkich materiałów.Metoda ta może poprawić efektywność określania warunków drukowania materiałów fotoutwardzalnych. Technologia ta może zapewnić wsparcie techniczne dla badań i rozwoju materiałów fotoutwardzalnych oraz dokładnego drukowania tych materiałów. Rozpocznij od zmierzenia czasu progowego tuszu biologicznego za pomocą reometru z elementem kontrolującym temperaturę.Wykorzystaj źródło światła 365 nm, aby naświetlić platformę testową reometru i ustaw natężenie światła na określoną wartość. W oprogramowaniu reometru przejdź do opcji ustawień czasu i ustaw reometr tak, aby pobierał dane modułów czasowych dla 300 punktów danych, przy czym każdy punkt danych jest pobierany co 0,3 sekundy. Kliknij przycisk Rozpocznij test w oprogramowaniu reometru, aby rozpocząć test.Jednocześnie kliknij przycisk Start źródła światła. Aby obliczyć czas progowy, należy zapisać odpowiedni czas licząc od początku ekspozycji, gdy dane dotyczące modułu przechowywania są równe danym o utraconym module. Następnie zbuduj sprzęt do badania absorbancji, używając górnych i dolnych szkiełek podstawowych oraz drukowanej struktury w kształcie pierścienia.Zacisnąć pierścień między szkiełkami tak, aby wewnętrzny okrąg pierścienia tworzył komorę. Umieść komorę na obszarze testowym miernika natężenia światła i ustaw źródło światła tak, aby odsłoniło obszar komory. Gdy komora testowa nie jest wypełniona materiałem z urządzenia do badania absorbancji, zmierz natężenie światła padającego II, odczytując wyświetlacz miernika natężenia światła.Następnie napełnij komorę testową 10 mikrolitrami biotuszu. Wystaw komorę testową zawierającą biotusz na działanie światła ultrafioletowego o długości 365 nanometrów. Uzyskaj natężenie światła IIH, odczytując wyświetlacz.Gdy wartość miernika natężenia światła już się nie zmienia, odczytaj wyświetlacz, aby uzyskać natężenie światła po utwardzeniu atramentu biologicznego. Wartością jest absorbancja ciała stałego ISH. Aby uzyskać cyfrowe przetwarzanie światła lub drukowanie DLP, zacznij od użycia oprogramowania DLP.W ustawieniach parametrów ustaw czas naświetlania pierwszej pojedynczej warstwy na czas progowy. Oblicz czas ekspozycji utwardzania materiałów o grubości 10 mikrometrów zgodnie z tym równaniem i odejmij czas progowy, aby uzyskać rzeczywisty czas ekspozycji dla utwardzania pojedynczej warstwy. W ustawieniach parametrów oprogramowania ustaw odstęp czasu między sąsiednimi warstwami na zero sekund.Uruchom drukarkę, klikając przycisk Start w oprogramowaniu do drukowania. Po zakończeniu procesu drukowania zakończ drukowanie, klikając przycisk Zatrzymaj. Protokół ten pokazuje, że metoda ciągłego drukowania DLP może dokładnie obliczyć teoretyczne krzywe robocze różnych materiałów.Zaobserwowano wysoki stopień zbieżności między przewidywaniami teoretycznymi a rzeczywistymi wynikami druku dla trzech różnych materiałów. W porównaniu z tradycyjną metodą druku DLP, metoda ta wykazała poprawę wydajności drukowania, przy zmniejszeniu grubości warstwy druku. Ponadto zaobserwowano dziesięciokrotny wzrost wydajności utwardzania w porównaniu z tradycyjnym drukiem DLP, co pokazuje, że metoda ciągłego druku DLP może jednocześnie osiągnąć wysoką wydajność i wysoką wierność.

quantitative-characterization-liquid-photosensitive-bioink-properties

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Opis metod wykorzystanych do przekształcenia drukarki HP DeskJet 500 w biodrukarkę. Drukarka jest zdolna do przetwarzania żywych komórek, co powoduje powstanie przejściowych porów w błonie. Pory te mogą być wykorzystane do wprowadzania małych cząsteczek, w tym fluorescencyjnej G-aktyny, do wydrukowanych komórek.

Tworzenie przejściowych porów w błonie komórkowej przy użyciu standardowej drukarki atramentowej

Opisano metodę montażu adhezyjnych i rozpuszczalnych gradientów w komorze mikroskopowej do badań migracji żywych komórek. Zaprojektowane środowisko łączy powierzchnie przeciwporostowe i ścieżki adhezyjne z gradientami roztworu, a tym samym pozwala określić względne znaczenie wskazówek naprowadzających.

Tworzenie adhezyjnych i rozpuszczalnych gradientów do obrazowania migracji komórek za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej

A kartezjańska biodrukarka została zaprojektowana i wyprodukowana, aby umożliwić osadzanie wielu materiałów w precyzyjnych, powtarzalnych geometriach, jednocześnie umożliwiając kontrolę czynników środowiskowych. Korzystając z trójwymiarowej biodrukarki, można drukować i łatwo odtwarzać złożone i żywotne konstrukcje.

Żywotność biodrukowanych konstruktów komórkowych przy użyciu drukarki kartezjańskiej z trzema dozownikami

Opisujemy zestaw protokołów, które razem dostarczają biotusz naśladujący tkankę, za pomocą którego można biodrukować funkcjonalne i żywotne konstrukcje tkanek 3D do wykorzystania w badaniach przesiewowych in vitro.

Bioprinting Cellularized Constructs przy użyciu specyficznego tkankowo biotuszu hydrożelowego

Drukarka atramentowa została użyta do produkcji wielowarstwowych poliwarstw alkoholu winylowego. Opracowano tusz na bazie wody na bazie alkoholu poliwinylowego i zbadano główne właściwości fizyczne.

Wielowarstwowe polialkohol winylowy z nadrukiem atramentowym

Przedstawiona tutaj jest metoda biodruku 3D żelatyny metakryloilo.

Protokoły biodruku 3D biotuszy na bazie żelatyny i hydrożelu metakryloylowego

Tutaj opracowaliśmy nową, wielowarstwową, zmodyfikowaną strategię dla płynnych biotuszy (żelatyna metakryloyl o niskiej lepkości), aby zapobiec sedymentacji zamkniętych komórek.

Zastosowanie wielowarstwowego biotuszu hydrożelowego w trójwymiarowym biodruku w celu jednorodnego rozmieszczenia komórek

Ten protokół podkreśla metodę szybkiej oceny biokompatybilności krystalicznego tuszu biomateriałowego z nanocelulozy (CNC)/agarozy z komórkami tucznymi pochodzącymi ze szpiku kostnego myszy pod względem żywotności komórek i fenotypowej ekspresji receptorów powierzchniowych komórki, Kit (CD117) i receptora IgE o wysokim powinowactwie (FcεRI).

Wytwarzanie krystalicznego atramentu z biomateriału agarozowego z nanocelulozą do hodowli komórek tucznych pochodzących ze szpiku kostnego

Proponowana technika zapewni nowatorskie, wydajne, oszczędne i nieinwazyjne podejście do obrazowania przepływu płynów przez upakowane złoże proszkowe, co zapewni wysoką rozdzielczość przestrzenną i czasową.

Oszczędna technika obrazowania przepływu kapilarnego przez trójwymiarowe polimerowe proszki drukarskie

Przetwarzanie ścinaniem podczas tworzenia hydrożelu powoduje produkcję zawiesin mikrożelowych, które są cienkie jak ścinanie, ale szybko się restrukturyzują po usunięciu sił ścinających. Materiały te zostały wykorzystane jako matryca nośna do biodruku złożonych, obciążonych komórkami struktur. W tym miejscu opisano metody stosowane do produkcji łoża nośnego oraz kompatybilne biotusze.

Płynne żele agarozowe utworzone przez obróbkę ścinającą podczas żelowania do zawieszonego biodruku 3D

Ten artykuł opisuje, jak drukować biożele 3D fototostrajalne hydrożele do badania usztywnienia macierzy zewnątrzkomórkowej i aktywacji fibroblastów.

Biodruk 3D fotoprzestrajalnych hydrożeli do badania aktywacji fibroblastów

Odkryj metodę ciągłego druku DLP do inżynierii tkankowej z wykorzystaniem biotuszów światłoczułych. Technika ta optymalizuje krzywe robocze materiałów, zwiększając wydajność druku i redukując straty surowców.

Ilościowa charakterystyka właściwości ciekłego światłoczułego biotuszu do ciągłego druku opartego na cyfrowym przetwarzaniu światła (Wideo) | JoVE Journal

Ilościowa charakterystyka właściwości ciekłego światłoczułego biotuszu do ciągłego druku opartego na cyfrowym przetwarzaniu światła

Przeglądaj więcej filmów