Reometristä 3D-biotulostimeen: mittaamalla, mitä biomusteet todella kokevat tulostuksen aikana

Tulostettavat biomusteet kuuluvat laboratorioiden vaativimpiin pehmeisiin materiaaleihin. Ne ohenevat leikkausvoiman vaikutuksesta, taipuvat, palautuvat alkuperäiseen muotoonsa, ja monet niistä geeliytyvät käsittelyn aikana. Pyörivä- ja kapillaarireometria kuvaavat tätä käyttäytymistä tarkasti, mutta mittausgeometriassa oleva näyte on harvoin samassa tilassa kuin suuttimesta ulos tuleva materiaali. Formulointi, reologinen karakterisointi, tulostettavuuden arviointi ja solujen elinkelpoisuuden testaus suoritetaan tyypillisesti erillisillä laitteilla ja erillisillä näytteillä. Raportoitu elinkelpoisuus liittyy siten pikemminkin laitteiden asetuksiin kuin solujen tosiasiallisesti kokemaan mekaaniseen kuormitukseen, mikä vaikeuttaa tulosten vertailua laboratorioiden välillä.

Tässä verkkoseminaarissa Ruben Gerrit Scheuring ja tohtori Stefan Schrüfer seuraavat yhtä mittausketjua reometristä soluun asti. He aloittavat siitä, mitä rotaatio- ja kapillaarireometria paljastavat biomusteen käyttäytymisestä, kvantifioivat materiaalin hienossa suuttimessa kohtaamat leikkausolosuhteet ja esittelevät sitten Byte 1:n, ekstruusiopohjaisen biopainatusalustan, jossa on integroitu prosessin karakterisointi linjassa. Neljä erikseen syötettävää patruunaa, vaihdettava sekoitusgeometria ja kaksi erillistä lämpötilansäätöpiiriä mahdollistavat ohjelmoitavat koostumukset ja hallitun geeliytymisen tulostuspäässä, kun taas integroitu paineanturi ja kaksikamerakuvaustapa seuravat virtausta ja tulostettavuutta.

Esimerkkitiedot havainnollistavat, kuinka yli 100 koostumusta tuotettiin vain neljästä perusliuoksesta ja kuinka epävakaisuudet, kuten tukkeutuminen ja asteittainen geeliytyminen, havaitaan automaattisesti. Koska prosessin aikainen paine, suuttimen geometria ja reologinen käyttäytyminen ovat tiedossa jokaisella ajolla, seinämän leikkausjännitys ja leikkaushistoria muuttuvat arvioiden sijaan mitattaviksi suureiksi. Tämän ansiosta solujen elinkelpoisuutta voidaan arvioida suhteessa todellisuudessa kohdistuvaan mekaaniseen kuormitukseen, ja se paljastaa vaikutuksia, jotka jäävät huomaamatta offline-tilassa, kuten leikkausjännityksen nousun tulostuksen aikana musteen geeliytyessä.

Tule mukaan katsomaan, kuinka reologinen karakterisointi, tulostus ja biologinen lopputulos voidaan yhdistää yhdeksi mitattavaksi prosessiksi kolmen erillisen kokeen sijaan.

Erityisvieraamme:
Ruben Gerrit Scheuring ja tohtori Stefan Schrüfer
RevoBITs GmbH