Caracterización cuantitativa de las propiedades de la biotinta fotosensible líquida para la impresión basada en el procesamiento digital continuo de la luz
Summary
Este estudio utiliza la temperatura y la composición del material para controlar las propiedades de límite elástico de los fluidos de límite fluvial. El estado sólido de la tinta puede proteger la estructura de impresión, y el estado líquido puede llenar continuamente la posición de impresión, realizando la impresión 3D de procesamiento de luz digital de biotintas extremadamente suaves.
Abstract
La fabricación precisa de biotintas es un requisito previo para la ingeniería de tejidos; la curva de trabajo de Jacobs es la herramienta para determinar los parámetros de impresión precisos del procesamiento digital de luz (DLP). Sin embargo, la adquisición de curvas de trabajo desperdicia materiales y requiere una alta conformabilidad de materiales, que no son adecuados para biomateriales. Además, la reducción de la actividad celular debido a exposiciones múltiples y la falla de la formación estructural debido al posicionamiento repetido son problemas inevitables en la bioimpresión DLP convencional. Este trabajo introduce un nuevo método para obtener la curva de trabajo y el proceso de mejora de la tecnología de impresión DLP continua basada en dicha curva de trabajo. Este método de obtención de la curva de trabajo se basa en la absorbancia y las propiedades fotorreológicas de los biomateriales, que no dependen de la conformabilidad de los biomateriales. El proceso de impresión DLP continuo, obtenido al mejorar el proceso de impresión mediante el análisis de la curva de trabajo, aumenta la eficiencia de impresión más de diez veces y mejora en gran medida la actividad y la funcionalidad de las células, lo que es beneficioso para el desarrollo de la ingeniería de tejidos.
Introduction
La ingeniería de tejidos1 es importante en el campo de la reparación de órganos. Debido a la falta de donación de órganos, algunas enfermedades, como la insuficiencia hepática y la insuficiencia renal, no se pueden curar bien, y muchos pacientes no reciben tratamiento oportuno2. Los organoides con la función requerida de los órganos pueden resolver el problema causado por la falta de donación de órganos. La construcción de organoides depende del progreso y desarrollo de la tecnología de bioimpresión3.
En comparación con la bioimpresión de tipo extrusión4 y la bioimpresión de tipo inyección de tinta5, la velocidad de impresión y la precisión de impresión del método de bioimpresión de procesamiento digital de luz (DLP) son mayores 6,7. El módulo de impresión del método de tipo extrusión es línea por línea, mientras que el módulo de impresión del método de tipo inyección de tinta es punto por punto, que es menos eficiente que el módulo de impresión capa por capa de la bioimpresión DLP. La exposición a la luz ultravioleta (UV) modulada a toda una capa de material para curar una capa en la bioimpresión DLP y el tamaño de la característica de la imagen determinan la precisión de la impresión DLP. Esto hace que la tecnología DLP sea muy eficiente 8,9,10. Debido al sobrecurado de la luz UV, la relación precisa entre el tiempo de curado y el tamaño de impresión es importante para la bioimpresión DLP de alta precisión. Además, la impresión DLP continua es una modificación del método de impresión DLP que puede mejorar en gran medida la eficiencia de impresión11,12,13. Para la impresión DLP continua, las condiciones de impresión precisas son los factores más importantes.
La relación entre el tiempo de curado y el tamaño de impresión se denomina curva de trabajo de Jacobs, que se utiliza ampliamente en la impresión DLP14,15,16. El método tradicional para obtener la relación es exponer el material durante un tiempo determinado y medir el espesor de curado para obtener un punto de datos sobre el tiempo de exposición y el espesor de curado. Repitiendo esta operación al menos cinco veces y ajustando los puntos de datos se obtiene la curva de trabajo de Jacobs. Sin embargo, este método tiene desventajas obvias; necesita consumir mucho material para lograr el curado, los resultados dependen en gran medida de las condiciones de impresión, las biotintas utilizadas en la bioimpresión DLP son caras y raras, y la conformabilidad de las biotintas generalmente no es buena, lo que puede conducir a mediciones inexactas del espesor de curado.
Este artículo proporciona un nuevo método para obtener la relación de curado de acuerdo con las propiedades físicas de la biotinta. El uso de esta teoría puede optimizar la impresión DLP continua. Este método se puede utilizar para obtener la relación de curado de forma más rápida y precisa; por lo tanto, el curado continuo de DLP se puede determinar mejor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Los pasos críticos de este protocolo se describen en la sección 2. Es necesario unificar la intensidad de luz utilizada en la prueba de fotorrología y la intensidad de la luz de impresión en las pruebas reales. El equipo de prueba de absorbancia es la parte más importante. La forma de la cámara de prueba debe ser la misma que el área fotosensible del medidor de intensidad de luz. Debido a las propiedades de los materiales que cambian continuamente durante todo el proceso de exposición a la luz UV, la intensidad d…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen el apoyo brindado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Subvención No. 12125205, 12072316, 12132014) y la Fundación de Ciencias Postdoctorales de China (Subvención No. 2022M712754).
Materials
| Brilliant Blue | Aladdin (Shanghai, China). | 6104-59-2 | |
| DLP software | Creation Workshop | N/A | |
| Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate | N/A | LAP; synthesized | |
| Light source | OmniCure | https://www.excelitas.com/product-category/omnicure-s-series-lamp-spot-uv-curing-systems | 365 nm |
| Polyethylene (glycol) diacrylate | Sigma-Aldrich | 455008 | PEGDA Mw ~700 |
| Rheometer | Anton Paar, Austria | MCR302 |
Referências
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