Die Autorinnen und Autoren bedanken sich für die Unterstützung durch die National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 12125205, 12072316, 12132014) und die China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2022M712754).

1. Theoretische Vorbereitung
<ol><li>Definieren Sie drei Parameter: Flüssigkeitsabsorption (Al), Feststoffabsorption (As) und Schwellenzeit (tT)17.</li>
	<li>Schreiben Sie die traditionelle Jacobs-Arbeitskurve mit diesen drei Parametern17 gemäß Gleichung 1 um: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq01.jpg" style="margin: auto;">(Gleichung 1) Hier ist t H die Aushärtungszeit einer einzelnen Schicht undH die Höhe einer einzelnen Schicht.</li>
</ol>2. Parametererfassung
<ol><li>Messen Sie die Schwellenzeit der Biotinte mit einem Rheometer, das mit einem Element zur Temperaturregelung ausgestattet ist.<ol><li>Verwenden Sie eine 365-nm-Lichtquelle, um die Testplattform des Rheometers zu belichten und die Lichtintensität auf einen bestimmten Wert einzustellen.</li>
		<li>Stellen Sie das Rheometer so ein, dass es die Zeitmoduldaten über einen Zeitraum von 300 s erhält, und nehmen Sie jeden Datenpunkt alle 0,3 s durch die Zeiteinstellungsoptionen in der Rheometer-Software. Klicken Sie auf die Schaltfläche Test starten des Rheometers, um den Test zu starten , und klicken Sie gleichzeitig auf die Schaltfläche Start der Lichtquelle.</li>
		<li>Gerechnet ab Beginn der Belichtung, wenn die Speichermoduldaten gleich den Verlustmoduldaten sind, wird die entsprechende Zeit als Schwellenzeit erkannt. Manuell aufnehmen.</li>
	</ol></li>
	<li>Bauen Sie die Absorptionsprüfgeräte wie in der vorherigen Arbeit17 gezeigt. Verwenden Sie zwei obere und untere Glasobjektträger, um die ringförmig gedruckte Struktur (5 mm Innendurchmesser, 10 mm Außendurchmesser) mit einer Dicke von 500μm so einzuspannen, dass der Innenkreis des Rings eine Kammer bildet. Stellen Sie die Kammer auf den Testbereich des Lichtintensitätsmessers und stellen Sie die Lichtquelle so ein, dass sie den Kammerbereich belichtet. HINWEIS: Abbildung 1 zeigt die schematische Darstellung der photorheologischen Testergebnisse und Datenverarbeitungsergebnisse sowie die Absorptionsprüfgeräte.<ol><li>Messen Sie die einfallende Lichtintensität (Ii), wenn die Prüfkammer nicht mit Material aus dem Absorptionsprüfgerät gefüllt ist, indem Sie das Display des Lichtintensitätsmessers des Prüfgeräts ablesen.</li>
		<li>Füllen Sie die Testkammer mit 10 μL Biotinte.</li>
		<li>Setzen Sie die Testkammer mit Biotinte UV-Licht bei 365 nm aus. Ermitteln Sie die Lichtintensität (Ilh) aus dem Absorptionsprüfgerät, indem Sie das Display des Lichtintensitätsmessers des Prüfgeräts ablesen.</li>
		<li>Ermitteln Sie die Lichtintensität bei Aushärtung der Biotinte (Ish) aus dem Absorptionsprüfgerät, indem Sie die Anzeige des Lichtintensitätsmessers des Prüfgeräts ablesen, wenn sich der Wert nicht mehr ändert. Dieser Wert ist die feste Absorption, Ish.</li>
		<li>Berechnen Sie die Flüssigkeitsabsorption und die Feststoffabsorption mit den Gleichungen 2 und 3: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq02.jpg" style="margin: auto;">     Gleichung 2 <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65277/65277eq03.jpg" style="margin: auto;">     Gleichung 3</li>
	</ol></li>
	<li>Erhalten Sie die Jacobs-Arbeitskurve gemäß den erhaltenen Parametern.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65277/65277fig01.jpg"> Abbildung 1: Testergebnisse und Ausrüstung. (A) Schematische Darstellung der photorheologischen Testergebnisse und der Ergebnisse der Datenverarbeitung. (B) Geräte für Absorptionsprüfungen. Diese Abbildung wurde mit Genehmigung von Li et al.17 geändert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65277/65277fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
3. Parametereinstellungen für den kontinuierlichen DLP-Druck
<ol><li>Verwenden Sie die DLP-Software, um DLP-Druck zu erzielen, und verwenden Sie die folgenden Druckparameter in der Software.</li>
	<li>Stellen Sie die Belichtungszeit der ersten einzelnen Ebene als Schwellwertzeit (tT) in den Parametereinstellungen der Software ein.<ol><li>Berechnen Sie die Einwirkzeit für die Aushärtung von 10 μm dicken Materialien gemäß Gleichung 1 und subtrahieren Sie die Schwellenzeit, um die tatsächliche Belichtungszeit für die Aushärtung einer einzelnen Schicht zu erhalten.</li>
	</ol></li>
	<li>Stellen Sie das Zeitintervall zwischen benachbarten Layern in den Parametereinstellungen der Software auf 0 s ein.</li>
	<li>Starten Sie den Drucker, indem Sie in der Drucksoftware auf die Schaltfläche Start klicken. Wenn der Druckvorgang beendet ist, beenden Sie den Druckvorgang, indem Sie in der Drucksoftware auf die Schaltfläche Stopp klicken.</li>
</ol>

Quantitative Charakterisierung der Biotinteneigenschaften für den kontinuierlichen DLP-Druck

<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>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Die kritischen Schritte dieses Protokolls sind in Abschnitt 2 beschrieben. Es ist notwendig, die Lichtintensität, die bei der photorheologischen Prüfung verwendet wird, und die Drucklichtintensität bei den eigentlichen Tests zu vereinheitlichen. Die Absorptionsprüfgeräte sind der wichtigste Teil. Die Form der Prüfkammer sollte mit dem lichtempfindlichen Bereich des Lichtintensitätsmessers übereinstimmen. Aufgrund der Eigenschaften der Materialien, die sich während des gesamten UV-Belichtungsprozesses ständig ä...

Tissue Engineering1 ist wichtig im Bereich der Organreparatur. Aufgrund des Mangels an Organspenden können einige Krankheiten wie Leberversagen und Nierenversagen nicht gut geheilt werden, und viele Patienten erhalten keine rechtzeitige Behandlung2. Organoide mit der erforderlichen Funktion der Organe können das Problem lösen, das durch das Fehlen einer Organspende verursacht wird. Die Konstruktion von Organoiden hängt vom Fortschritt und der Entwicklung der Bioprinting-Technologieab 3.
Im Vergleich zum Extrusions-Bioprinting4 und dem Inkjet-Bioprinting5 sind die Druckgeschwindigkeit und die Druckgenauigkeit des DLP-Bioprinting-Verfahrens (Digital Light Processing) höher 6,7. Das Druckmodul des Extrusionsverfahrens ist Zeilen-für-Zeile, während das Druckmodul des Inkjet-Verfahrens Punkt-für-Punkt ist, was weniger effizient ist als das Schicht-für-Schicht-Druckmodul des DLP-Bioprintings. Die modulierte ultraviolette (UV) Lichteinwirkung auf eine ganze Materialschicht, um eine Schicht im DLP-Bioprinting auszuhärten, und die Bildgröße bestimmen die Genauigkeit des DLP-Drucks. Das macht die DLP-Technologie sehr effizient 8,9,10. Aufgrund der Überhärtung des UV-Lichts ist das genaue Verhältnis zwischen der Aushärtungszeit und der Druckgröße wichtig für das hochgenaue DLP-Bioprinting. Darüber hinaus ist der kontinuierliche DLP-Druck eine Modifikation des DLP-Druckverfahrens, die die Druckeffizienz erheblich verbessern kann11,12,13. Für den kontinuierlichen DLP-Druck sind präzise Druckbedingungen die wichtigsten Faktoren.
Das Verhältnis zwischen der Aushärtungszeit und der Druckgröße wird als Jacobs-Arbeitskurve bezeichnet, die im DLP-Druck weit verbreitet ist14,15,16. Die traditionelle Methode, um die Beziehung zu erhalten, besteht darin, das Material für eine bestimmte Zeit zu belichten und die Aushärtungsdicke zu messen, um einen Datenpunkt über die Belichtungszeit und die Aushärtungsdicke zu erhalten. Wenn Sie diesen Vorgang mindestens fünfmal wiederholen und die Datenpunkte anpassen, erhalten Sie die Jacobs-Arbeitskurve. Diese Methode hat jedoch offensichtliche Nachteile; Es muss viel Material verbraucht werden, um die Aushärtung zu erreichen, die Ergebnisse hängen stark von den Druckbedingungen ab, die im DLP-Bioprinting verwendeten Biotinten sind teuer und selten, und die Formbarkeit der Biotinten ist in der Regel nicht gut, was zu ungenauen Messungen der Aushärtungsdicke führen kann.
Dieser Artikel stellt eine neue Methode vor, um die Aushärtungsbeziehung entsprechend den physikalischen Eigenschaften der Biotinte zu erhalten. Mit dieser Theorie kann der kontinuierliche DLP-Druck optimiert werden. Diese Methode kann verwendet werden, um die Aushärtungsbeziehung schneller und genauer zu erhalten. Die kontinuierliche DLP-Aushärtung kann somit besser bestimmt werden.

<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

Die präzise Druckherstellung von Biotinten ist eine Voraussetzung für das Tissue Engineering. Die Jacobs-Arbeitskurve ist das Werkzeug, um die präzisen Druckparameter der digitalen Lichtverarbeitung (DLP) zu bestimmen. Die Erfassung von Arbeitskurven verschwendet jedoch Materialien und erfordert eine hohe Umformbarkeit von Materialien, die für Biomaterialien nicht geeignet sind. Darüber hinaus sind die Verringerung der Zellaktivität durch Mehrfachbelichtung und das Versagen der Strukturbildung durch wiederholte Positionierung unvermeidbare Probleme beim konventionellen DLP-Bioprinting. In dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Ermittlung der Arbeitskurve und der Verbesserungsprozess der kontinuierlichen DLP-Drucktechnologie auf der Grundlage einer solchen Arbeitskurve vorgestellt. Diese Methode zur Erzielung der Arbeitskurve basiert auf der Absorption und den photorheologischen Eigenschaften der Biomaterialien, die nicht von der Umformbarkeit der Biomaterialien abhängen. Der kontinuierliche DLP-Druckprozess, der durch die Verbesserung des Druckprozesses durch Analyse der Arbeitskurve erzielt wird, erhöht die Druckeffizienz um mehr als das Zehnfache und verbessert die Aktivität und Funktionalität der Zellen erheblich, was für die Entwicklung des Tissue Engineering von Vorteil ist.

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.

Autor im Rampenlicht: Quantitative Charakterisierung der Eigenschaften von flüssiger lichtempfindlicher Biotinte für den kontinuierlichen Druck mit digitaler Lichtverarbeitung  

Quantitative Charakterisierung der Eigenschaften von flüssigen lichtempfindlichen Biotinten für den kontinuierlichen digitalen Lichtverarbeitungsdruck

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.

Dieser Artikel zeigt eine neue Methode zur Ermittlung von Aushärtungsparametern und stellt eine neue Methode vor, um einen kontinuierlichen DLP-Druck zu erreichen, wobei die Effizienz dieser Methode bei der Bestimmung der Arbeitskurve demonstriert wird.
Wir haben drei verschiedene Materialien im DLP-Druck verwendet, um die Genauigkeit der theoretischen Arbeitskurve zu überprüfen, die durch die in diesem Artikel vorgestellte Methode erhalten wurde. Die Materialien bestehen aus 20 % (v/v) Pol...

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In dieser Studie werden Temperatur und Materialzusammensetzung verwendet, um die Fließspannungseigenschaften von Fließspannungsflüssigkeiten zu steuern. Der festkörperartige Zustand der Tinte kann die Druckstruktur schützen, und der flüssigkeitsähnliche Zustand kann die Druckposition kontinuierlich ausfüllen, wodurch der digitale Lichtverarbeitungs-3D-Druck von extrem weichen Biotinten realisiert wird.

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

Meine Forschung befasst sich hauptsächlich mit DLP, 3D-Biodruck und Tissue Engineering. Wir versuchen, den DLP-Druckprozess und die Formeltheorie zu optimieren und zu verbessern, damit das gedruckte Tissue Engineering-Gerüst die tatsächlichen Anwendungsanforderungen der Klinik besser erfüllen kann. Die Druckbedingungen der vorhandenen lichthärtenden Materialien beruhen auf manuellen Experimenten und werden durch die Einspeisung der Daten mehrerer durchgeführter Experimente ermittelt.Solche Experimente verschwenden Material und verringern die Druckeffizienz. Ich konstruierte eine theoretische Arbeitskurve und bestimmte die DLP-Druckpyramiden nur anhand der physikalischen Eigenschaften des Materials. Das beste Konzept der Dynamik wird für den DLP-Druck vorgeschlagen, um das DLP-Format komplexer dimensionaler Strukturen aus extrem weichen Materialien zu realisieren.Diese Methode kann die Effizienz bei der Bestimmung der Druckbedingungen von fotohärtbaren Materialien verbessern. Diese Technologie kann technische Unterstützung für die Forschung und Entwicklung von fotohärtbaren Materialien und den genauen Druck dieser Materialien bieten.

quantitative-characterization-liquid-photosensitive-bioink-properties

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

560 Aufrufe.  Zhejiang University. Meine Forschung befasst sich hauptsächlich mit DLP, 3D-Biodruck und Tissue Engineering. Wir versuchen, den DLP-Druckprozess und die Formeltheorie zu optimieren und zu verbessern, damit das gedruckte Tissue Engineering-Gerüst die tatsächlichen Anwendungsanforderungen der Klinik besser erfüllen kann. Die Druckbedingungen der vorhandenen lichthärtenden Materialien beruhen auf manuellen Experimenten und werden durch die Einspeisung der Daten mehrerer durchgeführter Experimente ermittelt.

Serie: Autor im Rampenlicht: Quantitative Charakterisierung der Eigenschaften von flüssiger lichtempfindlicher Biotinte für den kontinuierlichen Druck mit digitaler Lichtverarbeitung  

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.

Forschung

Biotechnik

﻿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.

Parametererfassung für den DLP-Druck

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.