Od reometru do drukarki 3D do bioproduktów: pomiar rzeczywistych warunków, w jakich znajdują się bioatramenty podczas drukowania

Bioatramenty nadające się do druku należą do najbardziej wymagających materiałów miękkich stosowanych w laboratorium. Wykazują one zjawisko rozrzedzania przy ścinaniu, ulegają odkształceniu, powracają do stanu pierwotnego, a wiele z nich ulega żelowaniu podczas przetwarzania. Reometria obrotowa i kapilarna precyzyjnie opisują to zachowanie, jednak próbka w geometrii pomiarowej rzadko znajduje się w tym samym stanie, co materiał opuszczający dyszę. Opracowywanie receptur, charakterystyka reologiczna, ocena zdolności do drukowania oraz badania żywotności komórek są zazwyczaj przeprowadzane przy użyciu odrębnych urządzeń i oddzielnych porcji próbki. Podawana żywotność jest zatem powiązana z ustawieniami urządzeń, a nie z obciążeniem mechanicznym, jakiego faktycznie doświadczyły komórki, co utrudnia porównywanie wyników między laboratoriami.

Podczas niniejszego webinarium Ruben Gerrit Scheuring i dr Stefan Schrüfer prześledzą jeden łańcuch pomiarowy od reometru aż do komórki. Zaczną od omówienia wyników reometrii rotacyjnej i kapilarnej dotyczących zachowania bioatramentu, określą ilościowo warunki ścinania, jakim materiał podlega wewnątrz cienkiej dyszy, a następnie przedstawią Byte 1 – platformę do biodruku metodą ekstruzji z wbudowaną charakterystyką procesu w linii produkcyjnej. Cztery niezależnie zasilane wkłady, wymienna geometria mieszania oraz dwa oddzielne obwody regulacji temperatury umożliwiają programowanie składu materiału i kontrolowane żelowanie w głowicy drukującej, podczas gdy zintegrowane czujniki ciśnienia oraz obrazowanie z dwóch perspektyw monitorują przepływ i zdolność do drukowania.

Dane z konkretnych przypadków zilustrują, w jaki sposób z zaledwie czterech roztworów wyjściowych wygenerowano ponad 100 receptur oraz jak automatycznie wykrywane są niestabilności, takie jak zatykanie się dysz i postępujące żelowanie. Ponieważ ciśnienie w linii, geometria dyszy oraz właściwości reologiczne są znane dla każdego cyklu, naprężenie ścinające na ściankach i historia ścinania stają się wielkościami mierzalnymi, a nie szacunkowymi. Pozwala to na ocenę żywotności komórek w odniesieniu do faktycznie przyłożonego obciążenia mechanicznego oraz ujawnia zjawiska niewidoczne w trybie offline, takie jak wzrost naprężenia ścinającego podczas drukowania w miarę żelowania się atramentu.

Zapraszamy Państwa do zapoznania się z tym, w jaki sposób charakterystykę reologiczną, proces drukowania oraz wyniki biologiczne można połączyć w jeden mierzalny proces zamiast trzech oddzielnych eksperymentów.

Nasi goście specjalni:
Ruben Gerrit Scheuring oraz dr Stefan Schrüfer
RevoBITs GmbH