يقر المؤلفون بامتنان بالدعم المقدم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (المنحة رقم 12125205 ، 12072316 ، 12132014) ، ومؤسسة علوم ما بعد الدكتوراه الصينية (رقم المنحة 2022M712754).

1. الإعداد النظري
<ol><li>حدد ثلاثة معلمات: امتصاص السائل (Al) ، والامتصاص الصلب (As) ، ووقت العتبة (tT) 17.</li>
	<li>أعد كتابة منحنى عمل جاكوبس التقليدي باستخدام هذه المعلمات الثلاثة17 وفقا للمعادلة 1: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq01.jpg" style="margin: auto;">(المعادلة 1) هنا ، t H هو وقت المعالجة لطبقة واحدة ، وH هو ارتفاع طبقة واحدة.</li>
</ol>2. اكتساب المعلمة
<ol><li>قم بقياس وقت عتبة الحبر الحيوي باستخدام مقياس ريومتر مزود بعنصر للتحكم في درجة الحرارة.<ol><li>استخدم مصدر ضوء 365 نانومتر لفضح منصة اختبار مقياس الريومتر وجعل شدة الضوء بقيمة معينة.</li>
		<li>اضبط مقياس الريومتر للحصول على بيانات Time-Moduli خلال فترة 300 ثانية ، وخذ كل نقطة بيانات كل 0.3 ثانية من خلال خيارات إعدادات الوقت في برنامج مقياس الريومتر. انقر فوق الزر "بدء الاختبار" الخاص بمقياس الريومتر لبدء الاختبار ، وفي الوقت نفسه ، انقر فوق الزر "ابدأ " الخاص بمصدر الضوء.</li>
		<li>عد من بداية التعرض ، عندما تكون بيانات معامل التخزين مساوية لبيانات معامل الخسارة ، يتم التعرف على الوقت المقابل كوقت العتبة. سجل يدويا.</li>
	</ol></li>
	<li>بناء معدات اختبار الامتصاص كما هو موضح في العمل السابق17. استخدم شريحتين زجاجيتين علويتين وسفليتين لتثبيت الهيكل المطبوع على شكل حلقة (قطر داخلي 5 مم ، قطر خارجي 10 مم) بسمك 500 ميكرومتر بحيث تشكل الدائرة الداخلية للحلقة غرفة. ضع الحجرة في منطقة الاختبار الخاصة بمقياس شدة الضوء واضبط مصدر الضوء لفضح منطقة الغرفة. ملاحظة: يوضح الشكل 1 الرسم التخطيطي لنتائج الاختبارات الضوئية ونتائج معالجة البيانات ومعدات اختبار الامتصاص.<ol><li>قم بقياس شدة الضوء الساقط (Ii) عندما لا تمتلئ غرفة الاختبار بمواد من معدات اختبار الامتصاص من خلال قراءة شاشة مقياس شدة الضوء لمعدات الاختبار.</li>
		<li>املأ غرفة الاختبار ب 10 ميكرولتر من الحبر الحيوي.</li>
		<li>قم بتعريض غرفة الاختبار بالحبر الحيوي لضوء الأشعة فوق البنفسجية عند 365 نانومتر. احصل على شدة الضوء (Ilh) من معدات اختبار الامتصاص من خلال قراءة شاشة مقياس شدة الضوء لمعدات الاختبار.</li>
		<li>احصل على شدة الضوء عند معالجة الحبر الحيوي (Ish) من معدات اختبار الامتصاص من خلال قراءة شاشة مقياس شدة الضوء لمعدات الاختبار عندما لا تتغير القيمة. هذه القيمة هي الامتصاص الصلب ، أناsh.</li>
		<li>احسب امتصاص السائل والامتصاص الصلب باستخدام المعادلتين 2 و 3: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq02.jpg" style="margin: auto;">     المعادلة 2 <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq03.jpg" style="margin: auto;">     المعادلة 3</li>
	</ol></li>
	<li>احصل على منحنى عمل جاكوبس وفقا للمعايير التي تم الحصول عليها.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65277/65277fig01.jpg"> الشكل 1: نتائج الاختبار والمعدات . (أ) رسم تخطيطي لنتائج الاختبارات الضوئية ونتائج معالجة البيانات. (ب) معدات اختبار الامتصاص. تم تعديل هذا الرقم بإذن من Li et al.17. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65277/65277fig01large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
3. إعدادات معلمة الطباعة المستمرة DLP
<ol><li>استخدم برنامج DLP لتحقيق طباعة DLP ومجموعة معلمات الطباعة في البرنامج على النحو التالي.</li>
	<li>اضبط وقت التعرض للطبقة المفردة الأولى كوقت العتبة (tT) في إعدادات معلمات البرنامج.<ol><li>احسب وقت التعرض لمعالجة مواد بسمك 10 ميكرومتر وفقا للمعادلة 1 واطرح وقت العتبة للحصول على وقت التعرض الحقيقي لمعالجة طبقة واحدة.</li>
	</ol></li>
	<li>اضبط الفاصل الزمني بين الطبقات المجاورة على 0 s في إعدادات معلمات البرنامج.</li>
	<li>ابدأ تشغيل الطابعة بالنقر فوق الزر ابدأ ( Start ) الموجود في برنامج الطباعة. عند انتهاء عملية الطباعة، قم بإنهاء الطباعة بالنقر فوق الزر إيقاف ( Stop ) الموجود في برنامج الطباعة.</li>
</ol>

التوصيف الكمي لخصائص الحبر الحيوي لطباعة DLP المستمرة

<ol>
	<li>Berthiaume, F., Maguire, T. J., Yarmush, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+and+regenerative+medicine:+history,+progress,+and+challenges.">Tissue engineering and regenerative medicine: history, progress, and challenges.</a> Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. 2 (1), 403-430 (2011).</li><li>Ng, W. L., Chua, C. K., Shen, Y. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Print+me+an+organ!+Why+we+are+not+there+yet.">Print me an organ! Why we are not there yet.</a> Progress in Polymer Science. 97, 101145 (2019).</li><li>Sun, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bioprinting+roadmap.">The bioprinting roadmap.</a> Biofabrication. 12 (2), 022002 (2020).</li><li>Jiang, T., Munguia-Lopez, J. G., Flores-Torres, S., Kort-Mascort, J., Kinsella, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrusion+bioprinting+of+soft+materials:+An+emerging+technique+for+biological+model+fabrication.">Extrusion bioprinting of soft materials: An emerging technique for biological model fabrication.</a> Applied Physics Reviews. 6 (1), 011310 (2019).</li><li>Ng, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L.cControlling+droplet+impact+velocity+and+droplet+volume:+Key+factors+to+achieving+high+cell+viability+in+sub-nanoliter+droplet-based+bioprinting.">L.cControlling droplet impact velocity and droplet volume: Key factors to achieving high cell viability in sub-nanoliter droplet-based bioprinting.</a> International Journal of Bioprinting. 8 (1), 424 (2021).</li><li>Yu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printability+during+projection-based+3D+bioprinting.">Printability during projection-based 3D bioprinting.</a> Bioactive Materials. 11, 254-267 (2022).</li><li>Zhong, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting+of+dual+ECM+scaffolds+encapsulating+limbal+stem/progenitor+cells+in+active+and+quiescent+statuses.">Bioprinting of dual ECM scaffolds encapsulating limbal stem/progenitor cells in active and quiescent statuses.</a> Biofabrication. 13 (4), (2021).</li><li>Huh, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinations+of+photoinitiator+and+UV+absorber+for+cell-based+digital+light+processing+(DLP)+bioprinting.">Combinations of photoinitiator and UV absorber for cell-based digital light processing (DLP) bioprinting.</a> Biofabrication. 13 (3), (2021).</li><li>Saed, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalized+poly+l-lactic+acid+synthesis+and+optimization+of+process+parameters+for+3D+printing+of+porous+scaffolds+via+digital+light+processing+(DLP)+method.">Functionalized poly l-lactic acid synthesis and optimization of process parameters for 3D printing of porous scaffolds via digital light processing (DLP) method.</a> Journal of Manufacturing Processes. 56, 550-561 (2020).</li><li>Ng, W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vat+polymerization-based+bioprinting-process,+materials,+applications+and+regulatory+challenges.">Vat polymerization-based bioprinting-process, materials, applications and regulatory challenges.</a> Biofabrication. 12 (2), 022001 (2020).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-fidelity+and+high-efficiency+additive+manufacturing+using+tunable+pre-curing+digital+light+processing.">High-fidelity and high-efficiency additive manufacturing using tunable pre-curing digital light processing.</a> Additive Manufacturing. 30, 100889 (2019).</li><li>Kelly, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+additive+manufacturing+via+tomographic+reconstruction.">Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction.</a> Science. 363 (6431), 1075-1079 (2019).</li><li>Tumbleston, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+liquid+interface+production+of+3D+objects.">Continuous liquid interface production of 3D objects.</a> Science. 347 (6228), 1349-1352 (2015).</li><li>Classens, K., Hafkamp, T., Westbeek, S., Remmers, J. J. C., Weiland, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiphysical+modeling+and+optimal+control+of+material+properties+for+photopolymerization+processes.">Multiphysical modeling and optimal control of material properties for photopolymerization processes.</a> Additive Manufacturing. 38, 101520 (2021).</li><li>Gong, H., Beauchamp, M., Perry, S., Woolley, A. T., Nordin, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+approach+to+resin+formulation+for+3D+printed+microfluidics.">Optical approach to resin formulation for 3D printed microfluidics.</a> RSC Advances. 5 (129), 106621-106632 (2015).</li><li>Hofstetter, C., Orman, S., Baudis, S., Stampfl, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+cure+depth+and+cure+degree,+a+new+way+to+fully+characterize+novel+photopolymers.">Combining cure depth and cure degree, a new way to fully characterize novel photopolymers.</a> Additive Manufacturing. 24, 166-172 (2018).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+prediction+and+experimental+validation+of+the+digital+light+processing+(DLP)+working+curve+for+photocurable+materials.">Theoretical prediction and experimental validation of the digital light processing (DLP) working curve for photocurable materials.</a> Additive Manufacturing. 37, 101716 (2021).</li><li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecularly+cleavable+bioinks+facilitate+high-performance+digital+light+processing-based+bioprinting+of+functional+volumetric+soft+tissues.">Molecularly cleavable bioinks facilitate high-performance digital light processing-based bioprinting of functional volumetric soft tissues.</a> Nature Communications. 13 (1), 3317 (2022).</li></ol>

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

ويرد وصف للخطوات الحاسمة لهذا البروتوكول في القسم 2. من الضروري توحيد شدة الضوء المستخدمة في اختبار التصوير الضوئي وشدة ضوء الطباعة في الاختبارات الفعلية. معدات اختبار الامتصاص هي الجزء الأكثر أهمية. يجب أن يكون شكل غرفة الاختبار هو نفسه المنطقة الحساسة للضوء لمقياس شدة الضوء. نظرا لخصائص...

هندسة الأنسجة1 مهمة في مجال إصلاح الأعضاء. بسبب نقص التبرع بالأعضاء ، لا يمكن علاج بعض الأمراض ، مثل فشل الكبد والفشل الكلوي ، بشكل جيد ، ولا يتلقى العديد من المرضى العلاج في الوقت المناسب2. المواد العضوية مع الوظيفة المطلوبة للأعضاء قد تحل المشكلة الناجمة عن عدم التبرع بالأعضاء. يعتمد بناء المواد العضوية على تقدم وتطوير تكنولوجيا الطباعة الحيوية3.
بالمقارنة مع الطباعة الحيوية من نوع البثق4 والطباعة الحيوية من نوع نفث الحبر5 ، فإن سرعة الطباعة ودقة الطباعة لطريقة الطباعة الحيوية لمعالجة الضوء الرقمي (DLP) أعلى 6,7. وحدة الطباعة لطريقة نوع البثق هي سطرا تلو الآخر ، في حين أن وحدة الطباعة لطريقة نفث الحبر هي نقطة تلو الأخرى ، وهي أقل كفاءة من وحدة الطباعة طبقة تلو الأخرى للطباعة الحيوية DLP. يحدد التعرض للأشعة فوق البنفسجية المعدلة (UV) لطبقة كاملة من المواد لعلاج طبقة في الطباعة الحيوية DLP وحجم ميزة الصورة دقة طباعة DLP. هذا يجعل تقنية DLP فعالة للغاية8،9،10. نظرا للتجاوز الزائد لضوء الأشعة فوق البنفسجية ، فإن العلاقة الدقيقة بين وقت المعالجة وحجم الطباعة مهمة للطباعة الحيوية DLP عالية الدقة. علاوة على ذلك ، تعد طباعة DLP المستمرة تعديلا لطريقة طباعة DLP التي يمكن أن تحسن بشكل كبير من كفاءة الطباعة11،12،13. بالنسبة لطباعة DLP المستمرة ، تعد ظروف الطباعة الدقيقة هي أهم العوامل.
تسمى العلاقة بين وقت المعالجة وحجم الطباعة منحنى عمل جاكوبس ، والذي يستخدم على نطاق واسع في طباعة DLP14،15،16. الطريقة التقليدية للحصول على العلاقة هي تعريض المادة لفترة معينة وقياس سمك المعالجة للحصول على نقطة بيانات حول وقت التعرض وسمك المعالجة. يؤدي تكرار هذه العملية خمس مرات على الأقل وتركيب نقاط البيانات إلى الحصول على منحنى عمل جاكوبس. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها عيوب واضحة. يحتاج إلى استهلاك الكثير من المواد لتحقيق المعالجة ، وتعتمد النتائج بشكل كبير على ظروف الطباعة ، والأحبار الحيوية المستخدمة في الطباعة الحيوية DLP باهظة الثمن ونادرة ، وعادة ما تكون قابلية تشكيل الأحبار الحيوية غير جيدة ، مما قد يؤدي إلى قياسات غير دقيقة لسمك المعالجة.
توفر هذه المقالة طريقة جديدة للحصول على علاقة المعالجة وفقا للخصائص الفيزيائية للحبر الحيوي. يمكن أن يؤدي استخدام هذه النظرية إلى تحسين طباعة DLP المستمرة. يمكن استخدام هذه الطريقة للحصول على علاقة المعالجة بسرعة ودقة أكبر ؛ وبالتالي يمكن تحديد المعالجة المستمرة ل DLP بشكل أفضل.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Brilliant Blue</td>
			<td>Aladdin (Shanghai, China).</td>
			<td>6104-59-2&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DLP software</td>
			<td>Creation Workshop</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td>LAP; synthesized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light source</td>
			<td>OmniCure</td>
			<td>https://www.excelitas.com/product-category/omnicure-s-series-lamp-spot-uv-curing-systems</td>
			<td>365 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene (glycol) diacrylate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>455008</td>
			<td>PEGDA Mw ~700</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rheometer&#160;</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>MCR302</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantitative characterization of liquid photosensitive bioink properties for continuous digital light processing based printing

يعد التصنيع الدقيق للطباعة للأحبار الحيوية شرطا أساسيا لهندسة الأنسجة. منحنى عمل جاكوبس هو أداة لتحديد معلمات الطباعة الدقيقة لمعالجة الضوء الرقمي (DLP). ومع ذلك ، فإن الحصول على منحنيات العمل يهدر المواد ويتطلب قابلية عالية للتشكيل للمواد ، والتي ليست مناسبة للمواد الحيوية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تقليل نشاط الخلية بسبب التعرضات المتعددة وفشل التكوين الهيكلي بسبب تحديد المواقع المتكرر كلاهما مشاكل لا مفر منها في الطباعة الحيوية التقليدية DLP. يقدم هذا العمل طريقة جديدة للحصول على منحنى العمل وعملية تحسين تقنية طباعة DLP المستمرة بناء على منحنى العمل هذا. تعتمد طريقة الحصول على منحنى العمل هذه على الامتصاص والخصائص الضوئية للمواد الحيوية ، والتي لا تعتمد على قابلية تشكيل المواد الحيوية. تزيد عملية طباعة DLP المستمرة ، التي تم الحصول عليها من تحسين عملية الطباعة من خلال تحليل منحنى العمل ، من كفاءة الطباعة بأكثر من عشرة أضعاف وتحسن بشكل كبير من نشاط الخلايا ووظائفها ، وهو أمر مفيد لتطوير هندسة الأنسجة.

Tissue engineering1 is important in the field of organ repair. Due to the lack of organ donation, some diseases, such as liver failure and kidney failure, cannot be cured well, and many patients do not receive timely treatment2. Organoids with the required function of the organs may solve the problem caused by the lack of organ donation. The construction of organoids depends on the progress and development of bioprinting technology3.
Compared with extrusion-type bioprinting4 and inkjet-type bioprinting5, the printing speed and printing accuracy of the digital light processing (DLP) bioprinting method are higher6,7. The printing module of the extrusion-type method is line-by-line, while the printing module of the inkjet-type method is dot-by-dot, which is less efficient than the layer-by-layer printing module of DLP bioprinting. The modulated ultraviolet (UV) light exposure to a whole layer of material to cure a layer in DLP bioprinting and the feature size of the image determines the accuracy of DLP printing. This makes DLP technology very efficient8,9,10. Due to overcuring of the UV light, the precise relationship between the curing time and the printing size is important for high-accuracy DLP bioprinting. Furthermore, continuous DLP printing is a modification of DLP printing method that can greatly improve the printing efficiency11,12,13. For continuous DLP printing, precise printing conditions are the most important factors.
The relationship between the curing time and the printing size is called the Jacobs working curve, which is widely used in DLP printing14,15,16. The traditional method to obtain the relationship is to expose the material for a certain time and measure the curing thickness to obtain a data point about the exposure time and curing thickness. Repeating this operation at least five times and fitting the data points obtains the Jacobs working curve. However, this method has obvious disadvantages; it needs to consume a lot of material to achieve the curing, the results are highly dependent on the printing conditions, the bioinks used in DLP bioprinting are expensive and rare, and the formability of the bioinks is usually not good, which can lead to inaccurate measurements of curing thickness.
This article provides a new method to obtain the curing relationship according to the physical properties of the bioink. Using this theory can optimize continuous DLP printing. This method can be used to obtain the curing relationship more quickly and accurately; the continuous DLP curing can therefore be better determined.

تسليط الضوء على المؤلف: التوصيف الكمي لخصائص Bioink السائلة الحساسة للضوء للطباعة القائمة على معالجة الضوء الرقمي المستمر  

التوصيف الكمي لخصائص الحبر الحيوي السائل الحساس للضوء للطباعة القائمة على معالجة الضوء الرقمي المستمر

My research mainly involves DLP 3D bio printing and tissue engineering. We try to optimize and improve the DLP printing process and formula theory, so that the printed tissue engineering scaffold can better meet the actual clinic application needs. The printing conditions of the existing light curable materials rely on manual experiments and are obtained by feeding the data of multiple performing experiments.Such experiments waste material and reduced printing efficiency. I constructed a theoretical working curve and determined the DLP printing pyramids only based on the physical properties of the material. Dynamics both best concept is proposed to be applied in DLP printing to realize DLP format of complex dimensional structures of extremely soft materials.This method can improve the efficiency of determining the printing conditions of photo curable materials. This technology can provide technical support for the research and development of photo curable materials and the accurate printing of these materials.

توضح هذه المقالة طريقة جديدة للحصول على معلمات المعالجة وتقدم طريقة جديدة لتحقيق طباعة DLP مستمرة ، مما يدل على كفاءة هذه الطريقة في تحديد منحنى العمل.
استخدمنا ثلاث مواد مختلفة في طباعة DLP للتحقق من دقة منحنى العمل النظري الذي تم الحصول عليه بالطريقة المقدمة في هذه المقالة. ?...

Watch this Scientific Journal Video about Quantitative Characterization of Liquid Photosensitive Bioink Properties for Continuous Digital Light Processing Based Printing at JoVE.com

تستخدم هذه الدراسة درجة الحرارة وتكوين المواد للتحكم في خصائص إجهاد الخضوع لسوائل إجهاد الخضوع. يمكن للحالة الصلبة الشبيهة بالحبر حماية هيكل الطباعة ، ويمكن للحالة الشبيهة بالسائل أن تملأ موضع الطباعة باستمرار ، مما يحقق الطباعة الرقمية 3D لمعالجة الضوء للأحبار الحيوية الناعمة للغاية.

Precise printing fabrication of bioinks is a prerequisite for tissue engineering; the Jacobs working curve is the tool to determine the precise printing ...

يتضمن بحثي بشكل أساسي الطباعة الحيوية DLP 3D وهندسة الأنسجة. نحاول تحسين وتحسين عملية طباعة DLP ونظرية الصيغة ، بحيث يمكن لسقالة هندسة الأنسجة المطبوعة تلبية احتياجات تطبيق العيادة الفعلية بشكل أفضل. تعتمد ظروف طباعة المواد القابلة للمعالجة الخفيفة الموجودة على التجارب اليدوية ويتم الحصول عليها عن طريق تغذية بيانات التجارب المتعددة الأداء.مثل هذه التجارب تهدر المواد وتقلل من كفاءة الطباعة. لقد قمت ببناء منحنى عمل نظري وحددت أهرامات طباعة DLP فقط بناء على الخصائص الفيزيائية للمادة. يقترح تطبيق أفضل مفهوم لديناميكيات في طباعة DLP لتحقيق تنسيق DLP للهياكل ذات الأبعاد المعقدة للمواد اللينة للغاية.يمكن لهذه الطريقة تحسين كفاءة تحديد ظروف طباعة المواد القابلة للشفاء للصور. يمكن أن توفر هذه التقنية الدعم الفني للبحث والتطوير للمواد القابلة للمعالجة بالصور والطباعة الدقيقة لهذه المواد.

quantitative-characterization-liquid-photosensitive-bioink-properties

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Quantitative Characterization of Liquid Photosensitive Bioink Properties for Continuous Digital Light Processing Based Printing

563 Views.  Zhejiang University. يتضمن بحثي بشكل أساسي الطباعة الحيوية DLP 3D وهندسة الأنسجة. نحاول تحسين وتحسين عملية طباعة DLP ونظرية الصيغة ، بحيث يمكن لسقالة هندسة الأنسجة المطبوعة تلبية احتياجات تطبيق العيادة الفعلية بشكل أفضل. تعتمد ظروف طباعة المواد القابلة للمعالجة الخفيفة الموجودة على التجارب اليد?...

Video: تسليط الضوء على المؤلف: التوصيف الكمي لخصائص Bioink السائلة الحساسة للضوء للطباعة القائمة على معالجة الضوء الرقمي المستمر  

Precise printing fabrication of bioinks is a prerequisite for tissue engineering; the Jacobs working curve is the tool to determine the precise printing parameters of digital light processing (DLP). However, the acquisition of working curves wastes materials and requires high formability of materials, which are not suitable for biomaterials. In addition, the reduction of cell activity due to multiple exposures and the failure of structural formation due to repeated positioning are both unavoidable problems in conventional DLP bioprinting. This work introduces a new method of obtaining the working curve and the improvement process of continuous DLP printing technology based on such a working curve. This method of obtaining the working curve is based on the absorbance and photorheological properties of the biomaterials, which do not depend on the formability of the biomaterials. The continuous DLP printing process, obtained from improving the printing process by analyzing the working curve, increases the printing efficiency more than tenfold and greatly improves the activity and functionality of cells, which is beneficial to the development of tissue engineering.

This study uses temperature and material composition to control the yield stress properties of yield stress fluids. The solid-like state of the ink can protect the printing structure, and the liquid-like state can continuously fill the printing position, realizing the digital light processing 3D printing of extremely soft bioinks.

﻿Parameter Acquisition for DLP Printing

Parameter Acquisition for DLP Printing  

Begin by measuring the threshold time of the bio-ink using a rheometer with a temperature control element. Utilize a 365 nanometer light source to expose the testing platform of the rheometer and set the light intensity to a certain value. In the rheometer software, go to the time settings option and set the rheometer to acquire the time moduli data for 300 data points with each data point taken every 0.3 seconds.Click the start test button on the rheometer software to begin the test. Simultaneously, click the start button of the light source. To calculate the threshold time, record the corresponding time counting from the start of exposure when the storage modulus data is equal to the loss modulus data.Then build the absorbance test equipment by using upper and lower glass slides and the ring-shaped printed structure. Clamp the ring between the glass slides so that the inner circle of the ring forms the chamber. Place the chamber on the test area of the light intensity meter and set the light source to expose the chamber area.When the test chamber is not filled with material from the absorbance test equipment, measure the incident light intensity, II, by reading the display of the light intensity meter. Next, fill the test chamber with 10 microliters of bio-ink. Expose the test chamber containing bio-ink to ultraviolet light at 365 nanometers.Obtain the light intensity, IIH, by reading the display. When the value no longer changes on the light intensity meter, read the display to obtain the light intensity when the bio-ink is cured. The value is the solid absorbance, ISH.

الحصول على معلمة لطباعة DLP

Continuous DLP Printing Parameter Settings

To achieve digital light processing or DLP printing, start by using a DLP software. In the parameter settings, set the exposure time of the first single layer to the threshold time. Calculate the exposure time of curing 10 micrometer thick materials according to this equation and subtract the threshold time to obtain the real exposure time for curing a single layer.In the software's parameter settings, set the time interval between adjacent layers to zero seconds. Start the printer by clicking the start button in the printing software. When the printing process ends, finish printing by clicking the stop button.This protocol demonstrates that the continuous DLP printing method can accurately calculate the theoretical working curves of different materials. A high degree of coincidence was observed between theoretical predictions and real printing results for three distinct materials. Compared to the traditional DLP printing method, this method showed improvement in printing efficiency, with decreasing printing layer thickness.Furthermore, a tenfold increase in curing efficiency was observed compared to traditional DLP printing, showing that the continuous DLP printing method can simultaneously achieve high efficiency and high fidelity.