Summary
この原稿では、インテリジェントな刺激応答性ソフトロボットを製造するための4D印刷戦略について説明しています。このアプローチは、スマートマニピュレータ、エレクトロニクス、ヘルスケアシステムなど、インテリジェントな形状変換可能なソフトロボットシステムの実現を促進するための基礎を提供することができます。
Abstract
本プロトコルは、3次元(3D)バイオ印刷法を用いた4次元(4D)、時間依存、形状変化可能、刺激応答性ソフトロボットの作成を記載する。近年、形状変形可能なソフトロボットを開発するための革新的な新しい方法として、4D印刷技術が広く提案されている。特に、4D時間依存の形状変換は、熱、pH、光などの外部キューによってトリガーされたときに適切な時間と場所で効果的な機能を発生させることができるため、ソフトロボティクスの重要な要素です。この観点に沿って、ヒドロゲル、ポリマー、ハイブリッドなどの刺激応答材料を印刷して、スマートな形状変換可能なソフトロボットシステムを実現できます。現在のプロトコルは、 N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)ベースのヒドロゲルで構成される熱応答性ソフトグリッパーを製造するために使用でき、全体の長さはミリメートルからセンチメートルの範囲です。本研究は、スマートマニピュレータ(グリッパー、アクチュエータ、ピックアンドプレースマシンなど)、ヘルスケアシステム(薬物カプセル、生検ツール、マイクロサージャリーなど)、エレクトロニクス(ウェアラブルセンサーや流体工学など)のさまざまなアプリケーション向けに、インテリジェントソフトロボットシステムを実現するための新しい方向性を提供することが期待されます。
Introduction
刺激応答性ソフトロボットの開発は、技術的にも知的にも重要です。刺激応答性ソフトロボットという用語は、一般に、熱、pH、および光1,2,3,4などの外部手がかりに応答して形状変化を示すヒドロゲル、ポリマー、エラストマー、またはハイブリッドで構成されるデバイス/システムを指す。多くの刺激応答性ソフトロボットの中で、N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)ヒドロゲルベースのソフトロボットは、自発的な形状変換5,6,7,8を用いて所望のタスクまたは相互作用を実行する。一般に、NIPAMベースのヒドロゲルは低い臨界溶解温度(LCST)を示し、膨潤(LCST未満の親水性)および脱膨潤(LCSTを超える疎水性)特性の変化は、32°C〜36°Cの間の生理学的温度付近のヒドロゲル系内で生じる9,10。LCSTの鋭い臨界転移点付近のこの可逆的な膨潤・脱膨潤機構は、NIPAM系ハイドロゲルソフトロボット2の形状変態を発生させることができる。その結果、熱応答性NIPAMベースのヒドロゲルソフトロボットは、多機能マニピュレータ、ヘルスケアシステム、およびスマートセンサにおいて重要な歩行、把持、クロール、センシングなどの操作を改善しました2、3、4、11、12、13、14、15、16、17、 18,19,20,21。
刺激応答性ソフトロボットの製造において、直接層ごとの付加プロセス22を用いた3次元(3D)印刷アプローチが広く採用されている。プラスチックや柔らかいヒドロゲルなどのさまざまな材料を3D印刷で印刷できます23,24。最近、4D印刷は、形状プログラム可能なソフトロボットを作成するための革新的な技術として広く強調されている25,26,27,28。この4D印刷は3D印刷に基づいており、4D印刷の主な特徴は、3D構造が時間の経過とともに形状や特性を変化させることができることです。4D印刷と刺激応答性ヒドロゲルの組み合わせは、熱、pH、光、磁場および電場などの適切な外部刺激トリガーにさらされると時間の経過とともに形状が変化するスマート3Dデバイスを作成するための別の革新的なルートを提供しました25,26,27,28.多様な刺激応答性ヒドロゲルを用いたこの4D印刷技術の開発は、応答速度とフィードバック感度が向上した多機能性を示す形状変形可能なソフトロボットの出現の機会を提供しました。
この研究では、形状変換と移動を表示する3D印刷駆動の熱応答性ソフトグリッパーの作成について説明します。特に、記載された特定の手順は、ミリメートルからセンチメートルの長さスケールの範囲の全体サイズを有する様々な多機能ソフトロボットを製造するために利用することができる。最後に、このプロトコルは、ソフトロボット(スマートアクチュエータや移動ロボットなど)、フレキシブルエレクトロニクス(光電センサーやラボオンチップなど)、ヘルスケアシステム(ドラッグデリバリーカプセル、生検ツール、手術装置など)など、いくつかの分野に適用できることが期待されています。
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Protocol
刺激応答性ソフトグリッパーは、非刺激応答性アクリルアミド(AAm)系ハイドロゲル、熱応答性 N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)系ハイドロゲル、磁気応答性フェロゲルの3種類のハイドロゲルから構成されていました(図1)。3つのヒドロゲルインクは、以前に公開された方法29、30、31を改変することによって調製された。この研究で提示されたデータは、対応する著者からの要求に応じて入手できます。
1.ヒドロゲルインクの調製
- 非刺激応答性AAmベースのヒドロゲルインク(図1A)
- アクリルアミド(AAm)、架橋剤N,N'-メチレンビスアクリルアミド(BIS)(材料表を参照)、および光開始剤2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン(材料表を参照)をマグネチックスターラーを使用して蒸留(DI)水で24時間希釈します。
- せん断減粘剤、ラポナイトRDナノクレイ、およびフルオレセインO-メタクリレート染料( 材料の表を参照)を1,150rpmで、完全に希釈するまで少なくとも6時間ボルテックスします。
- 溶液ベースの合計20 mLあたり比重のAAmベースのヒドロゲルインクを調製します:1.576 gのAAm、0.332 gのBIS、1.328 gのラポナイトRD、0.166 gの光開始剤、0.1 mgのNaOH、0.1 mgのフルオレセインO-メタクリレート( 材料の表を参照)、および16.594 gのDI水。
- 完全に希釈した後、シリンジを使用してAAmベースのヒドロゲルインクを空の3D印刷カートリッジ( 材料表を参照)に移します。
- 刺激応答性NIPAMベースのヒドロゲルインク(図1B)
- N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)、ポリN-イソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)、および光開始剤(材料の表を参照)を磁気攪拌機を使用してDI水中で24時間希釈します。
- せん断減粘剤、ラポナイトRDナノクレイ、およびフルオレセインローダミン6G染料を1,150rpmで少なくとも6時間、完全に希釈するまでボルテックスします。
- 溶液ベースの合計20 mLあたり比重のNIPAMベースのヒドロゲルインクを調製します:1.692 gのNIPAM、0.02 gのpNIPAM、1.354 gのラポナイトRD、0.034 gの光開始剤、0.1 mgのローダミン6G( 材料の表を参照)、および16.92 gのDI水。
- 完全に希釈した後、注射器を使用してNIPAMベースのヒドロゲルインクを空の3D印刷カートリッジに移します。
- フェローゲルインク(図1C)
- A溶液を調製する:希アクリルアミド(AAm)と架橋剤、N,N'-メチレンビスアクリルアミド(BIS)、酸化第二鉄(Fe2O3)、およびN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)(材料の表を参照)をDI水で希釈します。
- 材料の比重量パーセント(重量%)を考慮してください:10 μLのTMEDA加速器を含む1.2 mLのDI水中の71%AAm、3.5%BIS、および25.5%Fe2O3 。
- B溶液を調製する:0.8 gの過硫酸アンモニウム(APS、材料表を参照)を10 mLのDI水で希釈します。
- 重合の場合は、200 μLの A溶液と5 μLの B溶液をマイクロ遠心チューブに移します。
- マイクロ遠心チューブを20秒間ボルテックスします。
2. ソフトハイブリッドグリッパ設計の最適化
注意: 楕円形のソフトハイブリッドグリッパーは、AAmベースのヒドロゲル外層、NIPAMベースのヒドロゲル内層、およびフェロゲル上層で構成されています(図1D)。全体的な楕円形のソフト ハイブリッド グリッパーは、AutoCAD ソフトウェアを使用して作成されました(「 材料表」を参照)。
- 2次元AAmベースのヒドロゲル層設計
- 最外側に縦軸24mm、横軸20mmの楕円形を描きます。
- 手順 2.1.1 で描画した図形と同じ中心点を持つ、縦軸が 20.8 mm、横軸が 16.8 mm の別の楕円形を描画します。
- 楕円の中心点から離れた点 (−8.24, 2)、(0, 6)、および (8.24, 2) を通る 3 点の円弧を描画します。
- 日食の小さな上部を円弧で割った部分をトリミングします。
- 二次元NIPAMベースのヒドロゲル層設計
- 手順 2.1.1 で描いた図形と同じ中心点を持つ、縦軸が 20.2 mm、横軸が 16.4 mm の楕円を描画します。
- 縦軸が16.16mm、横軸が13.12mmの楕円を、手順2.1.1で描いた形状と同じ中心点で描きます。
- 楕円の中心点から離れた点 (−7.86, 1.83)、(0, 5.6)、および (7.86, 1.83) を通る 3 点の円弧を描画します。
- 楕円の中心点から離れた点 (−5.47, 1.64)、(0, 3.18)、および (5.47, 1.64) を通る 3 点の円弧を描画します。
- 楕円の小さな上部を円弧で割った部分をトリミングします。
- 台座を作成するには、中心点から 2 点離れた (−4.75, −2.71) と (4.75, −2.71) を両方の端点とし、中心点から 1 点離れた (0, -4.59) で円弧を描きます。
- 2次元フェログゲル層設計
- 楕円の中心点から離れた点 (−7, 4.92)、(0, 9.2)、および (7, 4.92) を通る 3 点の円弧を描画します。
- 楕円の中心点から離れた点 (−7, 4.92)、(0, 7.6)、および (7, 4.92) を通る 3 点の円弧を描画します。
- 2次元グリッパーチップ設計
- グリッパーの把持部分を作るには、楕円の下部の中心線から両側から0.8 mmカットします。
- 3次元ハイブリッドグリッパー設計
- 全体的な2Dハイブリッドグリッパー設計を3Dに変換するには、応答性ゲルの台座を0.8 mm押し出し、非応答性ゲル、応答性ゲルのカット楕円、およびフェロゲルを2.5 mm押し出します。
3. ソフトハイブリッドグリッパーの3次元印刷
- Slic3rソフトウェア(材料表を参照)を使用して、ステップ2で作成した構造ごとに、層の高さ30 mm、印刷速度10 mms-1、充填密度75%のGコード30を生成します。デュアルプリントヘッドを使用してGコードファイルを編集します。
- Gコードファイルを安全なデジタル(SD)カードに保存し、3Dプリンター( 材料表を参照)に接続して、ソフトグリッパーの印刷パスを生成します。
- エアポンプ圧力制御を3Dプリンターに接続します。
- NIPAMベースのヒドロゲルとAAmベースのヒドロゲルには、それぞれ直径0.25mmと0.41mmのノズルチップを選択してください。
- AAmベースのヒドロゲルカートリッジをノズル1に接続し、NIPAMベースのヒドロゲルカートリッジをノズル2に接続します。
- カートリッジの2つのプリントヘッドがz軸上の同じ位置にあるかどうかを確認します。
- X座標とY座標を正確に調整して、2つのノズル間の位置ずれを防ぎます。
- 印刷圧力をAAmベースのヒドロゲルの場合は20〜25 KPa、NIPAMベースのヒドロゲルの場合は10〜15 KPaに設定します。
- 各サンプルが完全に印刷されたら、手順3.5〜3.8を繰り返します(図2A)。
4. ソフトハイブリッドグリッパーのUV光硬化
- UV光硬化の前に、シリンジを使用して、磁場応答性フェロゲルインク(ステップ1.3で調製)を3Dプリントされたソフトグリッパーのターゲット薄穴領域に注入します。
- フェログの注入後、グリッパー構造を波長365nmのUVソースチャンバー内に6分間配置します。UV光の強度を4.9 mJ / sに固定します。
- UV光硬化後、グリッパー構造を完全に膨潤した平衡状態に達するまで少なくとも24時間DI水浴に移します(図2B-D)。
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Representative Results
NIPAMベースのヒドロゲルは、その鋭いLCSTのために熱応答性ソフトグリッパーを設計するときに主に考慮されました、それはそれが顕著な膨潤 - 脱膨潤特性を示す原因となります9,10。さらに、AAmベースのヒドロゲルは、複数の加熱および冷却プロセス中の界面の層間剥離を低減しながら、ソフトハイブリッドグリッパーの形状変換を最大化する非刺激応答システムと見なされました。さらに、フェローゲルはこのハイブリッドシステムに統合され、磁場駆動の移動を無制限に制御するための磁場応答性ソフトハイブリッドグリッパーを作成しました。特に、フェローゲルインク注入は、NIPAMベースのヒドロゲル構造からの分離を避けるために、重合前に行わなければならない。
熱応答性の開閉の作動は、主にハイブリッドグリッパーの最適な形状を決定するために考慮されました。最初に、NIPAM系およびAAm系ヒドロゲルの膨潤および脱膨潤を、室温から60°Cまでの直径変化を測定することによって評価した。 この膨潤力の検証に基づき、構造層の外側部分にAAm系ハイドロゲルを配置し、応答層の内側にNIPAM系ハイドロゲルを配置した。この研究では、円形や楕円形の形状など、ハイブリッドグリッパーのいくつかの異なる構造の把持機能を検証しました。具体的には、内部に平らなNIPAMベースのプレートを備えた全体的な楕円形を選択し、膨潤-脱膨潤力を高めて、デバイスがしっかりとグリップし、ピックアンドプレース作業中にターゲットを落とさずに安全に保持できるようにしました。さらに、楕円形構造の上に対称的な三日月形のフェロゲル領域を設計し、ハイブリッドグリッパーの正確な磁気応答運動を統合しました。
ハイブリッドグリッパーは、経路指向添加剤3D印刷法を使用して製造されました(図3)。まず、構造支持層としてAAm系ヒドロゲルをグリッパーの外側に印刷し(図3A)、次に刺激応答層としてNIPAMベースのヒドロゲルを内部に印刷しました(図3B)。続いて、フェロゲルをハイブリッドグリッパーの上部にあるウェルに注入した(図3C)。デュアル3Dプリントおよび注入プロセスの最初のステップでは、合成されたAAmベースおよびNIPAMベースのヒドロゲルを、空気が内部に入らないように空の3Dカートリッジに注意深く移しました。AAmベースの構造ヒドロゲル層と正確に結合するためのフェロゲルの注入は、気泡を避けるために注意深く行われなければならなかった。
印刷圧力、速度、ノズル径、インク組成などのさまざまな印刷パラメータを検証し、最適な3D印刷条件を決定しました。インクの粘弾性特性は、正確な印刷およびUV硬化プロセスを得るための最も重要なパラメータであることがわかりました。粘弾性特性は、主に薄手薄化剤(例えば、ラポナイトRD)の重量比によって決定される。インク溶液の適切なレオロジー特性を特定するには、印刷後およびUV硬化プロセスの前に、正確な印刷と迅速な固化のためにせん断減粘剤を調整することが不可欠です。さらに、AAmベースとNIPAMベースのヒドロゲル層は、3Dプリントプロセス中に重なりやギャップなしに正確に接続する必要がありました。デュアル3Dプリントプロセス中のX-Y方向の小さなミスアライメントとZ方向のオフセットは、最終的な構造に大きなエラーを引き起こす可能性があります。位置ずれが観察された場合は、デュアルプリントヘッドが完全に位置合わせされるまで、GコードのZ方向にオフセットしたX方向とY方向のプリセット位置を、すべての印刷ステップで再度位置合わせする必要があります。誤差のない正確に整列したグリッパー構造を実現するために、各構造の中心を維持するために、小さな立方体のキャリブレーションマーカーが四隅に挿入されました。
ソフトハイブリッドグリッパーは、熱応答作動と磁気移動 を介して ピックアンドプレースタスクを実行しました。当初、ソフトハイブリッドグリッパーの熱応答性作動が観察された。温度が下限臨界溶解温度(LCST)を超えて上昇すると、NIPAMベースのヒドロゲルの脱膨潤により、NIPAMベースのゲルが収縮し、グリッパーチップが閉じました。対照的に、ソフトハイブリッドグリッパのグリッパー先端は、NIPAMベースのヒドロゲルの膨潤により、温度がLCSTを下回ると開きました(図4A)。また、フェローゲルの取り込みが温度変化時のソフトハイブリッドグリッパーの折り畳みに影響しないことを確認した。
3Dプリンターを用いた簡単な迷路を製作し、DI水を満たし、ホットプレート上に載せた。次に、完全に膨潤したソフトハイブリッドグリッパーを先端開いた状態で迷路の開始位置に置き、イクラをターゲットエリアに配置しました。ソフトハイブリッドグリッパーは、イクラに達するまで外部磁石を使用してガイドされました。その後、ソフトハイブリッドグリッパーの先端を閉じ、温度が40°Cに達した時点でイクラを把持した。 最後に、ソフトハイブリッドグリッパーをイクラを保持したまま迷路から移動させ、室温25°Cで先端開いた状態で対象エリアのイクラを放出しました(図4B)。イクラは、ピックアンドプレースタスク全体を通して損傷することなくその形状を維持しました。さらに、ネオジム磁石は、磁気応答移動中にソフトハイブリッドグリッパーをガイドするために使用されました。
図1:ヒドロゲル調製およびソフトハイブリッドグリッパー設計 。 (a)AAm系ヒドロゲル。(B)ニパム系ハイドロゲル。(C)フェロゲルインク。(D)AutoCADとSlic3rソフトウェアを使用して作成されたソフトハイブリッドグリッパー設計。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:ソフトハイブリッドグリッパーの3D印刷の製造プロセス 。 (A)AAmベースのヒドロゲルとNIPAMベースのヒドロゲルインクを使用したデュアル印刷モード。(b)フェローゲル層。(C)UV光硬化。(D)DI水中の平衡状態。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図 3.ソフトハイブリッドグリッパーの製作。 (a)外装非刺激応答性Aam系ヒドロゲル層。(B)内部刺激応答性NIPAMベースのヒドロゲル層。(C)フェローゲル層。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図 4.ソフトハイブリッドグリッパーの作動と移動。 (A)ソフトハイブリッドグリッパーの熱応答作動。(B)ソフトハイブリッドグリッパーによるピックアンドプレースタスクのデモンストレーション。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
ソフトハイブリッドグリッパーの材料選択に関しては、非刺激応答性AAmベースのヒドロゲル、熱応答性NIPAMベースのヒドロゲル、および磁気応答性フェローゲルで構成されるマルチレスポンシブ材料システムを最初に準備し、ソフトハイブリッドグリッパーがプログラム可能な移動と形状変換を示せるようにしました。NIPAMベースのヒドロゲルは、熱応答性の膨潤-脱膨潤特性により、AAmベースのヒドロゲル1などの異なる膨潤特性を有するヒドロゲルを用いて二層または二ストリップ構造として製造した場合、曲がり、折り畳み、またはしわを示します。加えて、ヒドロゲルは、酸化鉄(Fe2O3)ナノ粒子を包埋することによって磁気応答性になるように設計することができる。重要なことに、このFe2O3を組み込んだアクリルアミドベースのフェロゲルは、ソフトロボットの磁場駆動移動を促進するための磁気応答性を可能にする上で重要な役割を果たすことができる。特に、磁気応答性ヒドロゲルは、束縛されていないヒドロゲルベースのソフトロボットシステムにおいて使用されることが提案されており、これは動的に雑然とした環境においてより侵襲性の低いアプローチを提供するであろう32。
重要なことに、ソフトハイブリッドグリッパーは、3つのヒドロゲル間の良好な接着性を必要とした。接着性が悪い場合、ヒドロゲル間の界面は、外部トリガーに応答して膨潤および脱膨潤を繰り返す間に剥離するであろう。特に、アクリルアミドベースのヒドロゲルは、ソフトハイブリッドグリッパーの繰り返しの熱的および磁気的に応答する操作および移動下で良好な接着性を確保するために導入されました。また、熱応答性NIPAM系ハイドロゲルと非刺激応答性AAm系ハイドロゲルの膨潤・脱膨潤を検証し、ソフトハイブリッドグリッパーの屈曲度を予測した。ヒドロゲル膨潤を伴う熱力学フレームワーク(例えば、フローリー・ハギンズモデル)および力学(例えば、ネオ・フーケアンモデル)に基づくシミュレーションモデルは、膨潤および温度8の関数として曲げの程度を決定するのに役立つことに留意すべきである。グリッパーフォールディングのこれらの実験的および理論的特性に基づいて、内側の部分には熱応答性のNIPAMベースのヒドロゲル層を選択し、外側の部分には非刺激応答性のAAmベースのヒドロゲル層を選択して、温度の上昇とともにグリップチップを中央に曲げることができます。
ソフトハイブリッドグリッパーの作製では、4次元(4D)時間依存の印刷プロセスにより、ミリメートルからセンチメートルまでの幅広いサイズの多様な刺激応答型ソフトロボットを作成できます。最近、4D印刷と刺激応答スマート材料の組み合わせは、適切な刺激源にさらされたときに形状変換可能なインテリジェントな3D構造を開発するための新しいルートを提供しました。プログラム可能な刺激応答性ヒドロゲルを使用する4D印刷技術に加えて、刺激応答性材料の多様な3D印刷経路は、様々な湾曲、圧延、折り畳み、またはらせん構造を示す異なる最終的な膨潤形状を提示することができる26。この革新的な4D印刷戦略の開発は、インテリジェントな刺激応答ソフトロボットを作成するためのその優れたスケーラビリティと製造可能性により、大きな注目を集めています。
ただし、多様なヒドロゲルの4D印刷には、克服すべきいくつかの課題が必要です。第一に、4Dプリントされたヒドロゲルの形状変更可能な作動の応答時間はかなり遅い。応答時間を改善するために、機能性材料(例えば、ナノ粒子、低次元材料、液晶、さらには生物学的DNA)と統合されたヒドロゲル組成物のさらなる微調整が必要である。さらに、Z方向の位置決めキャリブレーションとX-Y方向の位置合わせは、デュアル印刷プロセスのすべてのステップで再確認する必要があります。ミスアライメントのない連続印刷プロセスを実現するには、GコードファイルのX、Y、Z方向のプリセット値を再確認し、プリントヘッドが完全に位置合わせされるまで複数回繰り返す必要があります。
アプリケーションの観点から、このホワイトペーパーでは、ピックアンドプレースタスクをアクティブに実行する熱的および磁気的に応答するソフトハイブリッドグリッパーを紹介します。物体を安全に把持し、しっかりと保持するシーケンシャルなプロセスは、ソフトロボティクスにおいて重要です。刺激応答ソフトグリッパは、外部刺激オン−オフプロセス32に従って、より侵襲的または非侵襲的な方法で物体を正確に把持および解放することができるインテリジェント操作システムを開発する可能性を示している。より最近では、正確なピックアンドプレースタスクのためのソフトグリッパーの自動移動を達成するために、超音波画像フィードバック結合勾配磁場システムが並行して開発されている33。まだ概念レベルですが、ソフト刺激応答ハイブリッドグリッパーの4D印刷のためのこの特定のプロトコルは、正確に制御可能で高感度で多機能のスマート刺激応答ソフトロボットの開発におけるさらなる重要な進歩の基礎を提供すると期待しています。
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Disclosures
著者は利益相反を宣言しません。
Acknowledgments
著者らは、韓国政府(MSIT)が資金提供する韓国国立研究財団(NRF)助成金(No.2022R1F1A1074266)からの支援に感謝の意を表します。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone | Sigma Aldrich | 410896-50G | Irgacure 2959, photoinitiator |
| 3D WOX 2X | sindoh | n/a | 3D printer for fabricating a maze |
| Acrylamide | Sigma-Aldrich | 29-007 | ≥99% |
| Airbrush compressor | WilTec | AF18-2 | |
| Ammonium persulfate | Sigma Aldrich | A4418 | |
| Auto CAD | Autodesk | n/a | software for computer-aided-design file |
| BLX UV crosslinker | BIO-LINK | U01-133-565 | |
| Cartridge | CELLINK | CSC010300102 | |
| Digital stirring Hot Plates | Corning | 6798-420D | |
| Fluorescein O-methacrylate | Sigma Aldrich | 568864 | dye of AAm gel |
| INKREDIBLE+ bioprinter | CELLINK | n/a | |
| Iron(III) Oxide red | DUKSAN general science | I0231 | |
| Laponite RD | BYK | n/a | nanoclay |
| Microcentrifuge tube | SPL | 60615 | |
| Micro stirrer bar | Cowie | 27-00360-08 | |
| N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine | Sigma Aldrich | T7024-100ML | |
| N, N'-methylenebisacrylamide | Sigma Aldrich | M7279 | ≥99.5% |
| N-isopropylacrylamide | Sigma-Aldrich | 415324-50G | |
| Poly(N-isopropylacrylamide) | Sigma-Aldrich | 535311 | |
| Rhodamine 6G | Sigma Aldrich | R4127 | dye of NIPAM gel |
| Slic3r software (v1.2.9) | Slic3r | n/a | open-source software to convert .stl file to gcode |
| Sodium hydroxide beads | Sigma Aldrich | S5881 | |
| Sterile high-precision conical bioprinting nozzles | CELLINK | NZ3270005001 | 22 G, 25 G |
| Syringe | Korea vaccine | K07415389 | 10 CC 21 G (1-1/4 INCH) |
| Vortex mixer | DAIHAN | DH.WVM00030 |
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