Diseño de Modelo y Optimización de Trayectoria de Chips Perfundibles en Bioimpresión por Extrusión: Vinculación de la...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Biomédica

Sus antecedentes:

• La bioimpresión por extrusión ofrece un control preciso, rentabilidad y versatilidad.
• Existe una investigación limitada sobre la interacción entre las propiedades del material, el diseño estructural y la optimización del proceso en la bioimpresión.

Objetivo del estudio:

• Investigar las relaciones entre la reología del hidrogel, las características estructurales del modelo y las estrategias de planificación de trayectorias.
• Optimizar los procesos de bioimpresión para la fabricación de constructos 3D complejos, incluidos voladizos sin soporte y chips perfundibles.

Principales métodos:

• Se evaluó la imprimibilidad de hidrogeles de baja y alta viscosidad utilizando matrices de patrones y constructos de rejilla 3D.
• Se diseñó e imprimió un chip perfundible con varias características (plano, soporte, pared, voladizos).
• Se optimizó la trayectoria de impresión en función de las propiedades reológicas del hidrogel para superar las limitaciones en la fabricación de voladizos sin soporte.

Principales resultados:

• Los hidrogeles de baja viscosidad son adecuados para patrones con cambios frecuentes de extrusión; los hidrogeles de alta viscosidad son mejores para andamios.
• Se fabricó con éxito una estructura en voladizo de 10 × 10 mm² y chips de hidrogel perfundibles.
• Los chips fabricados demostraron un rendimiento de flujo y una capacidad de sellado fiables, con una presión de ráfaga máxima de 1,2 kPa.

Conclusiones:

• Se desarrolló un marco de diseño que integra propiedades del material, características estructurales y planificación de trayectorias.
• Este marco optimiza los procesos de bioimpresión por extrusión para sistemas avanzados de cultivo celular en 3D.
• El estudio proporciona información valiosa para la construcción de arquitecturas bioimpresas complejas.