基于连续数字光处理的印刷中液体光敏生物墨水特性的定量表征
Summary
本研究使用温度和材料组成来控制屈服应力流体的屈服应力特性。油墨的固态可以保护打印结构，液体状状态可以连续填充打印位置，实现极软生物墨水的数字光处理3D打印。
Abstract
生物墨水的精确印刷制造是组织工程的先决条件;Jacobs工作曲线是确定数字光处理（DLP）精确打印参数的工具。然而，工作曲线的获取浪费了材料，并且对材料的成型性要求很高，不适合生物材料。此外，由于多次暴露而导致的细胞活性降低和由于重复定位而导致的结构形成失败都是传统DLP生物打印中不可避免的问题。本工作介绍了一种获取工作曲线的新方法以及基于这种工作曲线的连续DLP打印技术的改进过程。这种获得工作曲线的方法基于生物材料的吸光度和光流变特性，其不依赖于生物材料的可成形性。通过分析工作曲线改进打印工艺而获得的连续DLP打印工艺，使打印效率提高了十倍以上，大大提高了细胞的活性和功能，有利于组织工程的发展。
Introduction
组织工程1 在器官修复领域很重要。由于缺乏器官捐献，一些疾病，如肝衰竭和肾衰竭，不能很好地治愈，许多患者没有得到及时的治疗2。具有器官所需功能的类器官可以解决因缺乏器官捐献而引起的问题。类器官的构建取决于生物打印技术的进步和发展3.
与挤出型生物打印4和喷墨型生物打印5相比，数字光处理（DLP）生物打印方法的打印速度和打印精度更高6，7。挤出式方法的打印模块是逐行的，而喷墨式方法的打印模块是逐点的，效率低于DLP生物打印的逐层打印模块。在DLP生物打印中，将调制紫外线（UV）照射到整个材料层以固化一层以及图像的特征尺寸决定了DLP打印的准确性。这使得DLP技术非常高效8，9，10。由于紫外光的过度固化，固化时间和打印尺寸之间的精确关系对于高精度DLP生物打印非常重要。此外，连续DLP打印是对DLP打印方法的改进，可以大大提高打印效率11，12，13。对于连续 DLP 打印，精确的打印条件是最重要的因素。
固化时间与印刷尺寸之间的关系称为雅各布工作曲线，广泛用于DLP印刷14，15，16。获得关系的传统方法是将材料暴露一定时间并测量固化厚度，以获得有关曝光时间和固化厚度的数据点。重复此操作至少五次并拟合数据点可获得 Jacobs 工作曲线。但是，这种方法有明显的缺点;它需要消耗大量的材料才能实现固化，结果高度依赖于打印条件，DLP生物打印中使用的生物墨水昂贵且稀有，并且生物墨水的成型性通常不好，这可能导致固化厚度的测量不准确。
本文根据生物墨水的物理性质提供了一种获得固化关系的新方法。使用此理论可以优化连续DLP打印。该方法可用于更快、更准确地获得固化关系;因此，可以更好地确定连续DLP固化。
Protocol
Representative Results
Discussion
该协议的关键步骤在第2节中描述。有必要将光流变测试中使用的光强度与实际测试中的印刷光强度统一起来.吸光度测试设备是最重要的部分。试验箱的形状应与光强计的感光区域相同。由于材料在整个紫外光照射过程中不断变化的特性，光强度需要不断变化6。根据公式1中液体吸光度和固体吸光度的定义，简化了固化过程。将曝光开始时的数据作为液体吸光度，将光强恒定时的…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者感谢国家自然科学基金（批准号12125205，12072316，12132014）和中国博士后科学基金（批准号：2022M712754）的支持。
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 |
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