이것은 우리가 연골으로 자연 구조를 모방하는 그라데이션 모공 구조와 기계적 특성을 가지고 3D 인쇄 나노 셀룰로오스 하이드로겔 스캐폴드에 대한 첫 번째 보고서입니다. 3D 프린팅 기술을 사용하는 두 가지 주요 장점은 사용자 지정 및 설계 자유입니다. 이를 통해 새롭고 미개척 기하학적 인 디자인을 제작 할 수있는 무한한 기회가 열립니다.
이 프로토콜은 사용자 친화적이며 신규 이민자는 결과를 쉽게 재현할 수 있습니다. 슬라이싱 소프트웨어와 노즐 무브먼트의 선택은 최종 제품에 큰 영향을 미칩니다. 우선, 무게 CNC에 의해 11%, 무게 알기네이트6%, 용기에 12%의 중량 젤라틴을 혼합하여 40밀리리터의 하이드로겔 잉크를 준비하십시오.
혼합물을 섭씨 40도로 가열하고 매끄러운 페이스트를 얻을 때까지 주걱과 섞습니다. 혼합물을 60밀리리터 주사기로 옮킨다. 다음으로, 기계 클램프의 도움으로, 다른 60 밀리리터 주사기에 다른 직경이 있는 일련의 노즐을 통해 혼합물을 전달합니다.
하이드로겔 잉크의 부드럽게 압출 된 필라멘트가 얻어질 때까지 프로세스를 반복하십시오. 하이드로겔 잉크로 채워진 주사기를 4, 000배g의 부드럽게 원심분리하여 갇힌 공기를 제거합니다. SD 카드에서 균일하고 그라데이션 다공성 스캐폴드용 저장된 파일을 선택하고 인쇄를 시작합니다.
필요한 경우 속도와 유속을 적절히 조정합니다. 3D 프린팅이 완료된 후 스캐폴드를 교차 연결하려면 무게에 의해 3%의 방울을 스캐폴드에 부드럽게 추가하여 완전히 젖게 됩니다. 5분 간 기다립니다.
매우 신중하게 무게 칼슘 염화 용액에 의해 3 %로 채워진 50 밀리리터 용기에 프린터 침대에서 비계를 전송합니다. 하룻밤 을 둡니다. 증류수로 철저히 세척하고 비계를 중량으로 3%로 채워진 50밀리리터 용기로 옮겨 줍니다.
하룻밤 을 둡니다. 3D 프린팅 스캐폴드를 증류수에 보관하십시오. 압축 테스트를 위해 잠수정 압축 베이스 플레이트가 장착된 용기를 2리터의 물로 채우고 가열 시스템을 시작하여 섭씨 37도에 도달합니다.
블루힐 유니버설 소프트웨어를 초기화하고 테스트 방법을 설정합니다. 직사각형 표본 형상을 선택하고 각 샘플을 테스트하기 전에 치수를 입력하는 옵션을 선택합니다. 90 뉴턴 힘과 함께 80%의 압축 변형으로 분당 2밀리미터의 변형률과 결과 종료를 설정합니다.
측정 섹션에서 힘, 변위, 압축 응력 및 압축 변형을 선택합니다. 향후 플롯을 위한 텍스트 파일로 데이터를 내보낼 옵션을 선택합니다. 조그 컨트롤을 사용하여 베이스 플레이트에 가능한 한 가까운 크로스헤드 플레이트를 낮춥니다.
테스트할 샘플의 치수를 측정하고 기록합니다. 수온이 섭씨 37도에 도달하면 샘플을 베이스 플레이트에 놓습니다. 샘플을 터치하기 시작할 수 있도록 크로스 헤드 플레이트를 이동하여 샘플을 확보합니다.
수조를 위로 이동하여 샘플이 있는 접시가 물에 담그도록 합니다. 샘플 이름과 치수를 입력하고 테스트를 시작합니다. 시험이 완료되면 먼저 수조를 아래로 이동한 다음 크로스헤드 플레이트를 올립니다.
샘플과 조각을 제거하고 있는 경우 플레이트를 모두 청소하고 새 샘플을 로드합니다. 모든 샘플을 테스트한 후 원시 데이터를 내보냅니다. 압축 응력 대 압축 균주 곡선을 플롯하고, 1 ~5%와 25 ~30%의 CnCs 기반 나노 복합 하이드로겔 잉크의 변형값에서 압축 접선 계수를 결정하여 명백한 점도의 5배 의 크기 하락을 가진 강력한 비뉴턴 전단 숱이 동작을 나타낸다.
하이드로겔 잉크는 낮은 전단 응력에서 손실 계둘루보다 큰 크기의 순서이기 때문에 점탄성 고체 동작을 나타낸다. 1~5%의 낮은 변형률에서 압축 계수는 다공성이 없는 기준 스캐폴드와 비교하여 모든 유형의 다공성 스캐폴드와 유사하며, 이는 거시포가 있는 경우에도 하이드로겔 잉크의 탄성 특성이 보존된다는 것을 보여준다. 그러나, 25~30%의 높은 균주율에서 가장 높은 계수는 다공성 없이 기준 비계에 대해 얻어진다.
모공 크기가 증가하자마자 밀도 감소로 인해 계골이 감소하여 비계의 다공성과 해당 기계적 특성 사이의 예상 관계를 나타냅니다. 더욱이, 3D 하이드로겔 스캐폴드의 압축 계수는 압축속도가 증가함에 따라 증가하여 천연 연골 조직의 점성을 나타내고 모방한다. 3D 프린팅 중 잉크의 균일하고 지속적인 흐름이 가장 중요합니다.
이 방법은 3D 인쇄 가능한 플랫폼으로 나노 셀룰로오스 하이드로겔을 사용하여 다른 응용 분야로 확장하는 연구원에 의해 사용됩니다. 예를 들어, 우리는 이미 동일한 절차에 따라 제어 약물 방출을위한 나노 셀룰로오스 기반 하이브리드를 개발했습니다.
