基于计算模拟的标准3D打印和用于气动和活塞驱动生物打印的形喷嘴的比较分析
Juan Carlos Gómez-Blanco1, J Blas Pagador1,2, Victor P Galván-Chacón1
1Bioengineering and Health Technology Unit, Jesús Usón Minimally Invasive Surgery Centre, Cáceres, Spain.
International journal of bioprinting
|June 16, 2023
概括
标准的3D打印喷嘴通过增加流速和降低压力来提高生物打印效率,使其适合再生医学应用. 这项研究比较了用于改进水凝生物打印的标准和形喷嘴.
科学领域:
- 生物打印和再生医学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 水凝是再生医学生物打印中的关键生物材料.
- 喷嘴几何学显著影响生物打印可打印性和细胞活力.
- 计算流体动力学 (CFD) 有助于预测挤出机内的水凝行为.
研究的目的:
- 为了比较分析标准3D打印和形喷嘴在微挤出生物打印中的性能.
- 使用CFD模拟和预测不同喷嘴几何形状下的水凝行为.
- 评估喷嘴设计对生物打印参数 (如压力,速度和剪切应力) 的影响.
主要方法:
- 使用水平设置方法进行计算模拟.
- 标准的0.4毫米喷嘴和一个22G的形尖端的比较.
- 模拟具有定义输入参数的气动和活塞驱动微挤出模型 (15kPa的施加压力,10mm3/s的体积流量).
主要成果:
- 标准喷嘴证明适用于生物打印程序.
- 与形喷嘴相比,标准喷嘴的几何增加了流速,降低了施加压力.
- 在标准喷嘴和形喷嘴之间保持了类似的剪切应力水平.
结论:
- 标准的3D打印喷嘴通过优化流量和压力,在生物打印中提供优势.
- 喷嘴设计是影响基于水凝生物打印的效率和成功的一个关键因素.
- CFD模拟为再生医学应用中喷嘴性能提供了宝贵的见解.
