هذا هو التقرير الأول عن 3D المطبوعة نانوسيللوز hydrogel scaffolds حيث لدينا هيكل مسام التدرج والخصائص الميكانيكية لتقليد الهياكل الطبيعية والغضاريف. المزايا الرئيسية اثنين من استخدام تقنيات الطباعة 3D هي التخصيص وحرية التصميم. وهذا يفتح فرصة غير محدودة لاختلاق تصاميم هندسية جديدة وغير مستكشفة.
هذا البروتوكول سهل الاستخدام، ويمكن للقادمين الجدد بسهولة إعادة إنتاج النتائج. اختيار برنامج التقطيع وحركة الفوهة له تأثير كبير على المنتج النهائي. للبدء، وإعداد 40 ملليلتر من حبر الهيدروجيل عن طريق خلط 11٪ من قبل CNC الوزن، 6٪ من الوزن الصوديوم الجينات، و 12٪ من الجيلاتين الوزن في وعاء.
سخني الخليط إلى 40 درجة مئوية، واخلطي مع ملعقة حتى يتم الحصول على عجينة ناعمة. نقل الخليط إلى حقنة 60 ملليلتر. بعد ذلك ، مع مساعدة من المشبك الميكانيكية ، وتمرير الخليط من خلال سلسلة من الفوهات مع أقطار مختلفة في حقنة أخرى 60 ملليلتر.
كرر العملية حتى يتم الحصول على خيوط مقذوف بسلاسة من حبر الهيدروجيل. برفق الطرد المركزي حقنة مليئة الحبر هيدروجيل في 4،000 مرات ز لإزالة الهواء المحاصرين. من بطاقة SD، حدد الملفات المحفوظة للسقالات المسامية الموحدة والتدرج، وابدأ الطباعة.
إذا لزم الأمر، ضبط سرعة ومعدل التدفق وفقا لذلك. لربط عبر سقالة بعد اكتمال الطباعة 3D، بلطف إضافة قطرات من 3٪ من الوزن محلول كلوريد الكالسيوم إلى السقالة حتى يصبح الرطب تماما. انتظر خمس دقائق
نقل بعناية فائقة سقالة من سرير الطابعة إلى حاوية 50 ملليلتر مليئة 3٪ من قبل محلول كلوريد الكالسيوم الوزن. اتركه بين عشية وضحاها. غسل جيدا بالماء المقطر، ونقل سقالة إلى حاوية 50 ملليلتر مليئة 3٪ من قبل محلول جلوارالدهايد الوزن.
اتركه بين عشية وضحاها. اغسل جيدا، وتخزين سقالة مطبوعة 3D في الماء المقطر. لاختبار ضغط، وملء الحاوية مجهزة لوحة قاعدة ضغط غاطسة مع اثنين لتر من الماء، وبدء نظام التدفئة لتصل إلى 37 درجة مئوية.
تهيئة برنامج بلوهيل العالمي، وإعداد طريقة الاختبار. حدد هندسة العينات المستطيلة، واختر خيار إدخال الأبعاد قبل اختبار كل عينة. تعيين معدل الضغط إلى مليمترين في الدقيقة ونهاية النتيجة كما 80٪ الضغط الضغط جنبا إلى جنب مع قوة 90 نيوتن.
في قسم القياس، حدد القوة، النزوح، الضغط الاجهاد، والضغط القمعي. حدد خيار تصدير البيانات كملفات نصية للتآمر في المستقبل. تعيين نقطة تمديد صفر باستخدام عناصر التحكم هرول لخفض لوحة رأس مشتركة أقرب ما يمكن إلى لوحة الأساس.
قياس وتسجيل أبعاد العينات التي سيتم اختبارها. عندما تصل درجة حرارة الماء إلى 37 درجة مئوية، ضع العينة على لوحة القاعدة. قم بتأمين العينة عن طريق تحريك لوحة الرأس المتقاطعة بحيث يبدأ بلمس العينة.
نقل حمام الماء حتى أن لوحات مع عينة في بينهما مغمورة في الماء. أدخل اسم العينة والأبعاد، وابدأ الاختبار. بعد اكتمال الاختبار، قم أولاً بتحريك حمام الماء لأسفل، ثم ارفع اللوح ذو الرأس المتقاطع.
إزالة العينة وقطعها، إن وجدت، تنظيف كل من لوحات، وتحميل عينة جديدة. بعد اختبار كافة العينات، تصدير البيانات الخام. مؤامرة الإجهاد القمعي مقابل منحنيات الضغط الضغط، وتحديد معامل الظل ضاغط في قيم سلالة من واحد إلى 5٪، و 25 إلى 30٪ CNCs القائم على الحبر النانوي هيدروجيل يظهر سلوك قوي غير نيوتن القص رقيق مع انخفاض خمسة من حجم اللزوجة الظاهري.
يظهر حبر الهيدروجيل سلوكًا صلبًا لزجًا ، حيث أن معامل التخزين هو أمر أكبر من حجم معامل الخسارة عند إجهاد القص المنخفض. في معدلات سلالة منخفضة من واحد إلى 5٪ معامل الضغط يشبه لجميع أنواع السقالات المسامية بالمقارنة مع سقالة مرجعية مع عدم وجود المسامية، مما يدل على أن الطبيعة المرنة للحبر هيدروجيل يتم الحفاظ عليها حتى في وجود الجراثيم. ومع ذلك، في معدلات سلالة عالية من 25 إلى 30٪ يتم الحصول على أعلى معامل للسقالة المرجعية مع عدم وجود مسامية.
بمجرد أن يزيد حجم المسام ، ينخفض المعامل بسبب انخفاض الكثافة ، مما يشير إلى العلاقة المتوقعة بين المسامية للسقالات والخواص الميكانيكية المقابلة. وعلاوة على ذلك، يزيد معامل الضغط من السقالات الهيدروجيل 3D كما يزيد معدل الضغط، وعرض ومحاكاة لزوجة أنسجة الغضروف الطبيعية. إنّ الانسداد وتدفق الحبر المستمر أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد هما أهمّ الأمور.
سيتم استخدام هذه الطريقة من قبل الباحثين للتوسع في مناطق التطبيق الأخرى باستخدام نانوسيلولوز هيدروجيل كمنصة قابلة للطباعة 3D. على سبيل المثال، قمنا بالفعل بتطوير نانوسيلولوز القائم على الهجينة لإطلاق المخدرات الخاضعة للرقابة بعد نفس الإجراء.
