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DIY 3D生物打印机

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.00 MB | 2023-06-14

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描述

描述

3D 打印等增材制造技术是通过逐层添加特定材料,从 CAD 文件中获取实物的制造过程(Haleem 等人,2019 年;Chen 等人,2020 年)。3D 打印取得了不断进步,导致了称为 3D 生物打印的革命性领域的发展(Sanchez 等人,2020 年;Vanaei 等人,2021 年)。在这项研究中,我们正在介绍一种从现成的 3D 打印机转换而来的低成本 DIY 3D 生物打印机的方法。后来,引入了 3D 生物打印策略,使用水凝胶中的天然聚合物混合物来生产简单的支架。其次是它们在医疗领域的应用。

为什么这个项目?

如今,组织工程是再生医学中一个很有前途的领域。它是一种尖端工具,许多实验室都对 3D 细胞培养研究和技术感兴趣。但是,此类研究的工具包并不便宜,大多数时候根本买不起。以市售的 3D 生物打印机为例,它们非常昂贵,价格从 10, 000-100, 000 美元不等,这对于许多新兴科学实验室来说大多是负担不起的。另一方面,开源社区在高科技领域非常丰富和信息丰富。因此,我们决定通过复制以前的 DIY 3D 生物打印机项目并通过添加我们的触摸来简化整个过程来增强它,以我们自己的努力为科学界做出贡献。换句话说,

它是如何工作的?

我们从组装开源 Prusa I3 开始,最后用两个 FDM 打印的蠕动泵和 DLP 打印的双注射器喷嘴更换了原始的 I3 挤出机和热端喷嘴。

1- Prusa I3 组装

 
 
 
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1 / 3图 1. 显示 Prusa I3 的 3D 插图、分解图和组装图。
 

2-蠕动泵设计与制造

该泵是使用 PLA 白丝和“Creality Ender 3 V2”FDM 打印机打印的。车轮部件已全部打印到位以避免任何进一步的组装(所有设计都包含在下面)

 
 
 
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1 / 3图 4. 蠕动泵设计 CAD 文件
 

3-使用 DLP 3D 打印机制造喷嘴

使用 DLP-LCD 打印机“Anycubic Photon S”和 PLA+ 透明树脂制造的冷喷嘴,以提高分辨率并避免打印部分出现任何间隙。(所有设计都包含在下面)。使用 IPA 清洗打印部件,并使用 UV-LED 进行打印后固化。

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图 6. 双挤出机 3D 生物打印机冷喷嘴的 CAD 设计
 

4-生物打印机组件

通过更换挤出机和喷嘴,然后从主板(床和喷嘴)上移除加热区域的所有连接来组装生物打印机。还 3D 打印了用于水凝胶瓶的提篮。冷喷嘴的支架也是 3D 打印的。为 BL-touch 传感器制造了另一个载体,以重新定位传感器并将其固定在印刷床的一侧,以避免与挤出的水凝胶发生任何碰撞。(下面包含所有 CAD 文件)

 
 
 
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1 / 4图。组装好的 3D 生物打印机的插图
 

4- Marline 固件修改

我们调整了 Marline 软件以满足我们对双挤压 3D 打印机的要求,并避免了任何加热区域(喷嘴或床)。所有加热器都已与原始 Prusa I3 硬件上的主板断开连接。(下面包含软件包,还有GitHub源码链接)

5-水凝胶制备

使用海藻酸钠和明胶之间不同浓度的混合物制备水凝胶。在玻璃培养皿上使用 5ml 注射器测试水凝胶。交联是使用 300mM 氯化钙完成的。通过在水凝胶膜上喷涂来添加氯化钙。最佳浓度的水凝胶后来被用于 Bioprinter 挤出机。

 
 
 
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1 / 6图海藻酸钠浓度。6%(0.3 英寸 5 毫升)含明胶浓缩液。2% (3.3毫升)
 

6- Cura 切片器和G 代码定制

Cura 切片器用于生成定制的 G 代码(可从其官方网站https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura下载)。我们将挤出机流速控制为 200、150、100 和 50。流速 50 最适合我们的情况。打印速度调到最低到10,加热区域全部调到零。

 
 
 
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1 / 8
 

7-案例研究

A。测试通过制造的蠕动泵的细胞活力。

==(进行中,完整信息和图像将在准备就绪后添加)

b. 细胞系与水凝胶的整合

==(进行中,完整信息和图像将在准备就绪后添加)

C。细胞系整合前后的活力分析

==(进行中,完整信息和图像将在准备就绪后添加)

8.使用水凝胶打印 2D 和 3D 结构(平面 3D 模型A)

使用上述水凝胶组合物打印出 3D 模型平面。

 
 
 
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1 / 5图水凝胶 3D 打印第一层
 

 

 


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