Askıda 3D biyobaskı için jelasyon sırasında kesme işlemi ile oluşturulan agaroz sıvı jelleri

Biyobaskı işlemi sırasında parçaları desteklemek için granüler matrislerin kullanımı ilk olarak 2015 yılında Bhattacharjee ve ark. tarafından bildirilmiştir ve o zamandan beri, 3D biyobaskıda destekleyici jel yataklarının hazırlanması ve kullanılması için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir. Bu makalede, agaroz (sıvı jeller olarak bilinir) kullanılarak mikrojel süspansiyonları üretmek için bir süreç açıklanmaktadır; burada partikül oluşumu, jelasyon sırasında kesme uygulaması ile yönetilir. Bu tür bir işlem, hem kimyasal hem de mekanik olarak baskı ortamının gömülmesi gibi belirgin avantajlar sağlayan müteakip malzeme özellikleri ile dikkatlice tanımlanmış mikroyapılar üretir. Bunlar, sıfır kaymada viskoelastik katı benzeri malzemeler gibi davranmayı, uzun menzilli difüzyonu sınırlamayı ve topaklanmış sistemlerin karakteristik kesme inceltme davranışını göstermeyi içerir.

Bununla birlikte, kayma gerilmesinin giderilmesinde, sıvı jeller elastik özelliklerini hızla geri kazanma kapasitesine sahiptir. Bu histerezis eksikliği, daha önce ima edilen tanımlanmış mikro yapılarla doğrudan bağlantılıdır; İşleme nedeniyle, parçacık arayüzündeki reaktif, jelleşmemiş polimer zincirleri, Velcro etkisine benzer şekilde parçacıklar arası etkileşimleri kolaylaştırır. Elastik özelliklerin bu hızlı geri kazanımı, düşük viskoziteli biyomalzemelerden yüksek çözünürlüklü parçaların biyo-baskısını mümkün kılar, çünkü destek yatağının hızlı reformasyonu biyomürekkebi in situ olarak yakalar ve şeklini korur. Ayrıca, agaroz sıvı jellerinin bir avantajı asimetrik jelleşme / erime geçişleridir (~ 30 ° C jelasyon sıcaklığı ve ~ 90 ° C erime sıcaklığı). Agarozun bu termal histerezisi, destekleyici sıvı jel erimesi olmadan biyobaskılı parçanın yerinde basılmasını ve kültürlenmesini mümkün kılar. Bu protokol, agaroz sıvı jellerinin nasıl üretileceğini gösterir ve asılı katmanlı katkı maddesi üretimi (SLAM) içinde bir dizi karmaşık hidrojel parçasının üretimini desteklemek için kullanımlarını gösterir.