此方法允许共同打印结构合成物和生物成分,用于组织工程脚手架。这些支架可以更准确地复制原生组织环境,这对培养细胞是有益的。该技术的主要优点是,它可以打印机械健全的结构,而不会损坏封装在脚手架内的生物材料,在一个一对一的技术组织工程。
用所需的基质封装生成微球。这些微球是由猪后肢去细胞化软骨。它们的大小各不相同。
使用筛机获得均匀大小的微球。确保三个筛盘在使用前已彻底清洁和干燥。将筛子摇床与顶部较大的网状纸盒组装,在中间组装较小的网状托盘。
将筛盘放在底部。将干燥的微球放在最顶的托盘中。然后将盖子放在托盘上。
粗筛八到十分钟。然后细筛八到十分钟。在等待时,为筛分球体安排称重纸。
筛切完成后,小心取下筛子托盘。将纸盒倒置在称重纸上。轻轻敲击两侧,以确保大部分球体脱落。
将所有筛板清空到称重纸上后,丢弃超大尺寸和尺寸不足的球体。其余球体具有正确的大小,适合在后续步骤中使用。将这些球体放入贴有标签的离心管中。
将管子存放在20摄氏度的冰柜中,直到需要。称重制作灯丝材料所需的材料。使微球与至少 25 克微球的多丙酮粉末的 1 比 4 重量比。
将粉末混合物转移到微型滚动混合器中。每分钟20次旋转混合粉末5分钟。五分钟后,停止旋转并翻转容器。
然后在 20 rpm 下再混合五分钟。若要继续,请将混合物放入挤出机和滑阀设置。设置挤出机,使其出口距离滑阀的入口约 60 厘米。
然后在挤出机加热元件时,确保没有绝缘护套。将台式风扇放在挤出机和滑阀之间的一半位置,以冷却挤出机。将另一个风扇放在加热护套附近,用环境空气冷却。
接下来,确保将正确的喷嘴连接到挤出机并设置加热元件温度。启动冷却风扇,使仪器达到稳定状态。20 到 30 分钟后,获取微球 PCL 混合物并填充挤出料斗。
打开滑阀和挤出机螺旋钻,以启动灯丝挤出。使用钳子并手动拉出初始拉伸灯丝。将灯丝馈送至灯丝滑阀。
在拉伸时,观察灯丝以确定其组成。一段时间后,灯丝组合物将显得均匀,这是需要的。将胶带缠绕在灯丝上,以标记统一区域的开始。
在滑阀滚轮之外,监控灯丝的直径。使用卡钳测试直径是否接近所需的 1.75 mm。根据需要调整滑阀和挤出机的速度和温度。
要调整灯丝直径,请首先更改滑阀和挤出机速度。您还可以更改挤出机温度,尽管这通常没有必要。继续重新加注料斗并挤出,直到使用所有粉末。
当料斗几乎为空时,将 PCL 粉末添加到料斗中,以冲出微球混合物。添加 PCL 粉末时监控拉伸。首先,微球在拉伸中仍然可见。
最终,当看不到更多的微球时,停止添加PCL。在所需浓度内用微球分离丝并标记灯丝。当料斗中粉末最少时,停止挤压并关闭设备。
灯丝可用于标准熔融沉积建模打印机。将灯丝装入装有所需直径喷嘴的打印机。加载模型后,设置打印的温度和线性速度,并开始沉积灯丝。
自定义灯丝层层沉积。特别注意第一层并根据需要调整设置。这两个 3D 打印脚手架很难在此比例下区分。
一个有含有多面体酮的灯丝,仅PCL。另一种是PCL灯丝,内含聚乳酸和去细胞化基质的微球。使用扫描电子显微镜查看时,仅PCL脚手架看起来基本光滑。
相比之下,对于其他灯丝,嵌入在PCL中的微球在整个样品中可见。在尝试此过程时,必须记住,超小或尺寸过小的微球会影响挤出机中材料的流动动态。因此,请务必在使用前正确准备微球。
为了尽量减少浪费,建议创建所有实验所需的大批量灯丝,而不是更频繁地创建较小的批次。丝丝生产方面的专业知识将随着时间的推移而产生。可对按照本程序制作的脚手架进行体外和体内进一步评估,以回答有关与其他生物印刷脚手架相比,增强感应和机械强度的其他问题。
该技术开发后,为组织工程领域的研究人员探索三维脚手架内脱细胞化猪基质的逆向诱导铺平了道路。不要忘记,使用小颗粒物可能会造成呼吸道疾病。鼓励在此过程期间佩戴小颗粒面罩。