3D печать пористых целлюлозы нанокомпозитных гидрогеля подмости

Это первый доклад о 3D печатных наноцеллюлозы гидрогель леса, где у нас есть градиент поры структуры и механические свойства, чтобы имитировать природные структуры, как хрящ. Двумя основными преимуществами использования методов 3D-печати являются настройка и свобода дизайна. Это открывает неограниченные возможности для изготовления новых и неизведанных геометрических конструкций.

Этот протокол у всех пользователей, и новички могут легко воспроизвести результаты. Выбор программного обеспечения нарезки и движения сопла оказывают значительное влияние на конечный продукт. Для начала приготовьте 40 миллилитров гидрогелевых чернил, смешивая 11% по весу ЧПУ, 6% по весу альгината натрия и 12% по весу желатина в контейнере.

Нагрейте смесь до 40 градусов по Цельсию и смешайте шпателем до получения гладкой пасты. Перенесите смесь в 60-миллилитровый шприц. Затем, с помощью механического зажима, перейдите смесь через ряд сопла разного диаметра в другой 60-миллилитровый шприц.

Повторите процесс до тех пор, пока не будут получены гладко выдавливные нити чернил гидрогеля. Аккуратно центрифуга шприц заполнены чернилами гидрогеля на 4000 раз г, чтобы удалить захваченных воздуха. С карты SD выберите сохраненные файлы для единых и градиентных подросток пористости и начните печатать.

При необходимости соответствующим образом отрегулируйте скорость и скорость потока. Чтобы связать эшафот после завершения 3D-печати, аккуратно добавьте капли весом 3%по весу раствор хлорида кальция на эшафот, пока он не станет полностью влажным. Подожди пять минут.

Очень тщательно перенесите эшафот с кровати принтера в 50-миллилитровый контейнер, наполненный раствором хлорида кальция весом 3%. Оставьте его на ночь. Тщательно вымойте дистиллированной водой и перенесите эшафот в 50-миллилитровый контейнер, наполненный 3%-ным весом раствора глутаралдегида.

Оставьте его на ночь. Вымойте тщательно, и хранить 3D печатных эшафот в дистиллированной воде. Для компрессионного тестирования заполните контейнер, оснащенный погладкой компрессионной базовой пластиной с двумя литрами воды, и запустите систему отопления до 37 градусов по Цельсию.

Инициализируйте универсальное программное обеспечение Bluehill и наладйте метод тестирования. Выберите прямоугольную геометрию образца и выберите вариант ввести размеры перед тестированием каждого образца. Установите скорость напряжения до двух миллиметров в минуту и в конце результата как 80%сжимающий штамм вместе с 90-ньютоновой силой.

В разделе Измерения выберите Силу, Перемещение, Сжимающий Стресс и Сжатие Штамм. Выберите возможность экспортировать данные в качестве текстовых файлов для будущего построения. Установите нулевую точку расширения с помощью управления пробежкой, чтобы снизить поперечную пластину как можно ближе к базовой пластине.

Измерьте и замитьте размеры образцов, которые будут протестированы. Когда температура воды достигнет 37 градусов по Цельсию, поместите образец на базовую пластину. Защитите образец, перемещая перекрестную пластину так, чтобы она начала касаться образца.

Переместите водяную баню так, чтобы пластины с образцом между ними были погружены в воду. Введите имя образца и размеры и начните тест. После завершения теста сначала смести водяную баню вниз, а затем поднимите поперечную пластину.

Удалите образец и его части, если таковые имеются, очистить обе пластины, и загрузить новый образец. После того, как все образцы будут проверены, экспортируют необработанные данные. Участок сжатия стресса по сравнению с компрессиольной деформации кривых, и определить сжатый касательный модуль при значениях деформации от одного до 5%и от 25 до 30% CNCs основе нанокомпозитных чернил гидрогеля показывает сильный неньютоновский стрижки истончение поведение с пятью порядка величины падение очевидной вязкости.

Чернила гидрогеля обладают вязко-ластным твердым поведением, так как модуль хранения на порядок больше, чем модуль потери при низком стрессе сляного. При низких скоростях деформации от одного до 5%сжатый модуль аналогичен для всех типов пористых эшафотов по сравнению с эталонным эшафотом без пористости, показывая, что эластичная природа чернил гидрогеля сохраняется даже при наличии макропоров. Тем не менее, при высоких скоростях деформации от 25 до 30% самый высокий модуль получается для эталонных эшафот без пористости.

Как только размер пор увеличивается, модуль уменьшается из-за уменьшения плотности, что указывает на ожидаемую связь между пористость лесов и соответствующие механические свойства. Кроме того, сжимающий модуль 3D гидрогелевых лесов увеличивается по мере увеличения скорости сжатия, экспонирования и имитации вязкости натуральных хрящевых тканей. Однородный и непрерывный поток чернил во время 3D-печати являются наиболее важными вещами.

Этот метод будет использоваться исследователями для расширения в других областях применения с помощью наноцеллюлозы гидрогеля в качестве 3D печати платформы. Например, мы уже разработали гибриды наноцеллюлозы для контролируемого высвобождения лекарств после той же процедуры.