﻿parameter acquisition for dlp printing

Caratterizzazione quantitativa delle proprietà del bioink per la stampa DLP continua

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.

Autore in primo piano: Caratterizzazione quantitativa delle proprietà dei bioink fotosensibili liquidi per la stampa digitale continua basata sull'elaborazione della luce  

Caratterizzazione quantitativa delle proprietà del bioink fotosensibile liquido per la stampa basata sull'elaborazione continua della luce digitale

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.

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Parameter Acquisition for DLP Printing  

Acquisizione dei parametri per la stampa DLP

Inizia misurando il tempo di soglia del bio-inchiostro usando un reometro con un elemento di controllo della temperatura. Utilizzare una sorgente luminosa a 365 nanometri per esporre la piattaforma di test del reometro e impostare l'intensità della luce su un determinato valore. Nel software del reometro, vai all'opzione delle impostazioni dell'ora e imposta il reometro per acquisire i dati dei moduli temporali per 300 punti dati con ogni punto dati preso ogni 0,3 secondi.Fare clic sul pulsante di avvio del test sul software del reometro per iniziare il test. Contemporaneamente, fare clic sul pulsante di avvio della sorgente luminosa. Per calcolare il tempo di soglia, registrare il conteggio del tempo corrispondente dall'inizio dell'esposizione quando i dati del modulo di archiviazione sono uguali ai dati del modulo di perdita.Quindi costruire l'apparecchiatura di prova di assorbanza utilizzando vetrini superiori e inferiori e la struttura stampata a forma di anello. Bloccare l'anello tra i vetrini in modo che il cerchio interno dell'anello formi la camera. Posizionare la camera sull'area di prova del misuratore di intensità luminosa e impostare la sorgente luminosa per esporre l'area della camera.Quando la camera di prova non è riempita di materiale proveniente dall'apparecchiatura di prova di assorbanza, misurare l'intensità luminosa incidente, II, leggendo il display del misuratore di intensità luminosa. Quindi, riempire la camera di prova con 10 microlitri di bio-inchiostro. Esporre la camera di prova contenente bio-inchiostro alla luce ultravioletta a 365 nanometri.Ottenere l'intensità luminosa, IIH, leggendo il display. Quando il valore non cambia più sul misuratore di intensità luminosa, leggere il display per ottenere l'intensità della luce quando il bio-inchiostro viene polimerizzato. Il valore è l'assorbanza solida, ISH.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

﻿Parameter Acquisition for DLP Printing

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

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