이 방법을 사용하면 조직 으로 설계된 스캐폴드를 위한 구조적 합성 및 생물학적 성분을 공동 인쇄할 수 있습니다. 이 발판은 배양된 세포에 유익할 수 있는 네이티브 조직 환경을 보다 정확하게 복제할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 조직 공학을 위한 올인원 기술로 스캐폴드 내에 캡슐화된 생물학적 물질을 손상시키지 않고 기계적으로 건전한 구조를 인쇄할 수 있다는 것입니다.
캡슐화된 원하는 매트릭스를 가진 마이크로스피어를 생성합니다. 이 마이크로스피어는 돼지 뒷다리에서 세포탈화 된 연골로 만들어졌습니다. 크기가 다양합니다.
체기계와 협력하여 균일한 크기의 마이크로스피어를 구합니다. 사용하기 전에 세 개의 체 트레이를 철저히 청소하고 건조했는지 확인하십시오. 체 셰이커를 위에 더 큰 메시 트레이와 중간에 작은 메시 트레이로 조립합니다.
체 팬을 바닥에 놓습니다. 마른 마이크로스피어를 가장 상단 의 트레이에 놓습니다. 그런 다음 뚜껑을 트레이에 놓습니다.
8~10분 동안 거친 체. 그런 다음 8~10분 동안 미세한 체로 세입니다. 기다리는 동안 체체 구체에 대한 계량 용지를 정렬합니다.
체질이 완료되면 체 트레이를 조심스럽게 제거하십시오. 트레이를 계량 용지에 거꾸로 놓습니다. 측면을 부드럽게 탭하여 대부분의 구체가 빠져나갈 수 있도록 합니다.
모든 체판이 계량 용지에 비워져 대형 구와 언더사이즈 구를 버리십시오. 나머지 구는 후속 단계에서 사용하기에 적합한 크기를 갖습니다. 이 구체를 표기된 원심분리기 튜브에 넣습니다.
필요할 때까지 튜브를 섭씨 20도 에 보관하십시오. 필라멘트 소재를 만드는 데 필요한 재료를 계량합니다. 적어도 25 그램의 마이크로스피어를 가진 폴리카폴락톤 분말에 마이크로스피어의 1-4 중량 비를 만듭니다.
분말 혼합물을 소형 롤링 믹서로 옮습니다. 파우더를 분당 20회전에서 5분간 섞는다. 5분 후 회전을 멈추고 용기를 뒤집습니다.
그런 다음 20 rpm에서 추가로 5 분간 섞습니다. 계속하려면 혼합물을 압출기 및 스풀러 설정으로 가져 가라. 압출기를 설치하여 콘센트가 스풀러 입구에서 약 60cm 떨어져 있습니다.
그런 다음 압출기 가열 요소에서 절연 재킷이 없는지 확인하십시오. 압출기와 스풀기 중간에 데스크톱 팬을 배치하여 압출을 식힙니다. 가열 재킷 근처에 다른 팬을 넣어 주변 공기로 냉각합니다.
다음으로 적절한 노즐이 압출기에 부착되어 가열 요소 온도를 설정합니다. 냉각 팬을 시작하고 기기가 안정된 상태에 도달할 수 있도록 합니다. 20~30분 후에, 마이크로스피어 PCL 혼합물을 얻고 압출기 호퍼를 채웁니다.
스풀러와 압출기 어기를 켜서 필라멘트 압출을 시작합니다. 집게를 사용하고 수동으로 초기 압출 필라멘트를 당깁니다. 필라멘트 스풀러에 필라멘트를 공급합니다.
압출될 때 필라멘트를 관찰하여 그 구성을 식별합니다. 얼마 후 필라멘트 조성물은 원하는 균일하게 나타납니다. 필라멘트 주위에 테이프를 감싸균일한 영역의 시작을 표시합니다.
스풀러 롤러 를 넘어 필라멘트의 직경을 모니터링합니다. 캘리퍼를 사용하여 직경이 원하는 1.75mm에 가까우면 테스트합니다. 필요에 따라 스풀러와 압출기 속도와 온도를 조정합니다.
필라멘트 직경을 조정하려면 먼저 스풀러및 압출기 속도를 변경합니다. 일반적으로 필요하지는 않지만 압출기 온도도 변경할 수 있습니다. 모든 분말이 사용될 때까지 호퍼를 다시 채우고 압출하십시오.
호퍼가 거의 비어 있을 때 호퍼에 PCL 파우더를 추가하여 마이크로스피어 혼합물을 플러시합니다. PCL 파우더를 추가하는 동안 압출물을 모니터링합니다. 처음에는 압출시 미세구가 계속 표시됩니다.
결국 더 이상 마이크로스피어가 보이지 않을 때PCL 추가를 중지합니다. 필라멘트를 원하는 농도의 마이크로스피어로 분리하고 라벨을 부착합니다. 호퍼에 최소한의 분말이있을 때, 압출을 중지하고 장비를 끕니다.
필라멘트는 표준 융합 증착 모델링 프린터에서 사용할 수 있습니다. 필라멘트를 원하는 직경의 노즐이 장착된 프린터에 로드합니다. 모델이 로드되면 인쇄의 온도 및 선형 속도를 설정하고 필라멘트를 증착하기 시작합니다.
사용자 지정 필라멘트는 레이어별로 계층별로 증착됩니다. 첫 번째 레이어에 특별한 주의를 기울이고 필요에 따라 설정을 조정합니다. 이 두 개의 3D 인쇄 비계는 이 스케일에서 구별하기 어렵다.
하나는 폴리 카프랄락톤, PCL만 포함하는 필라멘트가 있습니다. 다른 하나는 폴리락산과 탈셀루아화된 행렬의 임베디드 마이크로스피어를 함유한 PCL 필라멘트가 있습니다. 스캔 전자 현미경 검사를 사용하여 본 PCL 전용 비계는 대부분 매끄럽게 나타납니다.
대조적으로, 다른 필라멘트의 경우 PCL에 내장된 마이크로스피어는 샘플 전체에서 볼 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안, 오버 사이즈 또는 언더 사이즈 마이크로 스피어압압기의 재료의 흐름 역학에 영향을 미칠 수 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로 사용하기 전에 마이크로스피어를 올바르게 준비해야 합니다.
폐기물을 최소화하기 위해 작은 배치를 더 자주 만드는 대신 모든 실험에 필요한 하나의 큰 필라멘트를 만드는 것이 좋습니다. 필라멘트 생산에 대한 전문 지식은 시간이 지남에 따라 올 것입니다. 이 절차에 따라 생산된 스캐폴드는 다른 바이오 프린트 스캐폴드에 비해 향상된 유도 및 기계적 강도에 대한 추가 질문에 답하기 위해 시험관 및 생체 내에서 추가로 평가할 수 있습니다.
개발 후, 이 기술은 조직 공학 분야의 연구원들이 3D 스캐폴드 내에서 탈구된 돼지 매트릭스의 항변 유도를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 작은 미립자와 함께 일하는 것은 호흡 위험을 초래할 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 이 절차 중에 작은 미립자 마스크를 착용하는 것이 좋습니다.
