Multi simultânea

Publicando na revistaInternational Journal of Extreme Manufacturing, a equipe liderada por pesquisadores do State Key Laboratory of Fluid Power and Mecatrônica Systems depositou diferentes biomateriais simultaneamente e com precisão na região cedida do meio de incorporação com vários bicos controlados individualmente.

Comparado com o método de impressão sequencial tradicional, o método de impressão desenvolvido pode controlar a deposição precisa de biotinta para garantir a fidelidade da posição e a morfologia da estrutura e melhorar a força de ligação entre as camadas. A descoberta pode fornecer o potencial para ser amplamente utilizado na fabricação de estruturas de heterogeneidade com biomateriais macios e compósitos macios.

Um dos principais pesquisadores, o professor associado Hongzhao Zhou, comentou: "a tecnologia de bioimpressão multimaterial fornece diferentes opções de células e biomateriais para a construção in vitro de estruturas heterogêneas que podem ser uma melhor representação de tecidos/órgãos naturais. A tecnologia de impressão incorporada fornece mais possibilidades de impressão de vários materiais em estruturas tridimensionais complexas."

No entanto, o meio de incorporação tem uma viscosidade maior que o ar, o que afetaria mais significativamente a posição contínua da biotinta extrudada. a biotinta é depositada no meio de incorporação e mantida quase in situ. Não há adesão garantida entre os filamentos adjacentes. Devido ao potencial de construção de tecidos in vitro com vários materiais, é realmente importante controlar a deposição precisa de tinta no meio de incorporação para construir tecidos heterogêneos.

Na impressão embutida convencional, uma estratégia simples e comumente usada é que os filamentos adjacentes sejam projetados espacialmente sobrepostos para garantir que possam ser conectados uns aos outros.

"O método de sobreposição tem se mostrado eficaz na impressão de estruturas contínuas com um único material. Para estruturas complexas com múltiplos materiais, a sobreposição de filamentos pode induzir ao empilhamento e espremimento descontrolado dos filamentos adjacentes e comprometer a distribuição espacial de diferentes materiais na impressão estrutura", disse o primeiro autor, Dr. Ziqi Gao.

"Em nosso trabalho, analisamos a dinâmica da biotinta extrudada no meio de incorporação. Misturamos uniformemente microesferas fluorescentes na tinta para determinar o contorno dos filamentos impressos e imprimimos os filamentos simultaneamente no meio de incorporação com diferentes parâmetros de impressão. Nós pode comparar e verificar os fenômenos experimentais com os resultados das principais mudanças de parâmetros na análise teórica. Este novo método de impressão pode alcançar a conexão horizontal entre fios finos sob uma ampla gama de parâmetros de impressão."

O co-primeiro autor professor Jun Yin acrescentou: "Através dos métodos experimentais acima, os efeitos dos parâmetros de impressão, incluindo velocidade de impressão, reologia do meio de incorporação na morfologia 3D do filamento impresso são avaliados quantitativamente. Sob as condições de alta velocidade de impressão e baixa meio de incorporação de viscosidade, filamentos impressos simultaneamente exibem alta precisão e proporção próxima a um, o que pode se adaptar à trajetória da fatia e nos permite fabricar microestruturas."

"Estrutura de parede fina de camada dupla com cada camada menor que 200 μm foi impressa. Foi demonstrado que modelos de intestino e fígado podem ser impressos. O intestino mostrou uma estrutura semelhante à forma de dobra circular do órgão real. Ambos os tecidos podem ser impressos ser reticulado e extraído do meio de incorporação sem prejuízo significativo ou delaminação."

"Além disso, foi realizado um teste de descamação para investigar a resistência de união entre corpos de prova impressos simultaneamente, os resultados foram comparados com os corpos de prova fundidos e impressos sequencialmente. Descobrimos que a resistência de união das amostras por impressão simultânea foi significativamente maior que a das amostras por impressão sequencial sob a mesma trajetória. O método de impressão simultânea proposto minimizou a chance de contaminação do meio de incorporação para a impressão 3D de estruturas multicamadas e multimateriais. E pode ser uma solução direta da presente integridade estrutural problemas para tais estruturas."