在高粘度剪切稀释水凝生物油墨中微滴形成的机械研究

科学领域:

• 生物材料工程 生物材料工程
• 生物打印技术的技术
• 类风病学 类风病学 类风病学

背景情况:

• 高分辨率的生物制造需要精确的微观沉积.
• 按需 (DOD) 喷墨生物打印受限于水凝前体的狭窄可打印粘度范围.
• 水凝的高零剪切粘度和剪切稀释行为往往需要稀释,从而损害了微环境.

研究的目的:

• 开发一种新的喷射方法,以克服喷墨生物打印中的粘度限制.
• 为了使高粘度的打印,切削稀释水凝油墨,而不影响生物相容性.
• 建立一个实用的工艺窗口,用于高分辨率滴滴印刷具有挑战性的生物墨水.

主要方法:

• 实施一种使用高频电磁微的临时剪切式喷射方法.
• 应用短,高压脉冲来诱导局部剪切并降低表面粘度.
• 开发一个结合的,基于风学信息的建模框架 (CFD,动力学,FEM) 以将执行参数与滴滴特征联系起来.

主要成果:

• 从高粘度 (2.5% w/v 藻酸盐) 剪切稀释水凝油墨中证明了稳定的滴滴喷射.
• 通过调整冲程长度和驾驶条件来实现可调节的滴滴大小.
• 验证了暂时剪切在促进受控滴滴形成 (核化,带形成,部,断) 的有效性.

结论:

• 暂时剪切式喷射方法有效地克服了国防部喷墨生物打印中的粘度限制.
• 这种技术允许精确的微观沉积高粘度剪切稀释水凝,保持其生物化学完整性.
• 这些发现定义了使用具有挑战性的水凝油墨进行先进生物制造的实用工艺窗口.