Simulated stress mitigation strategies in embedded bioprinting

喷嘴 锥面 挤压 剪应力 材料科学 压力(语言学) 复合材料 粘度 表面粗糙度 机械工程 工程类 语言学 哲学
作者
Leanne Friedrich,Ross T. Gunther,Jonathan E. Seppala
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:34 (8) 被引量:14
标识
DOI:10.1063/5.0102573
摘要

Extrusion-based bioprinting is a powerful tool for fabricating complex cell-laden constructs. Embedded ink writing (EIW) is an extrusion-based printing technique wherein a nozzle embedded into a support bath writes continuous filaments. Because it allows for low-viscosity inks, EIW is particularly useful for bioprinting. One of the largest challenges in extrusion-based bioprinting is limiting the damage that cells experience inside the nozzle. Longer shear stress durations and higher shear stress magnitudes lead to more damage. Shape fidelity is also critical for bioprinting. Filaments in EIW can exhibit defects such as sharp edges and large aspect ratios, which can lead to porosity, surface roughness, and poor mechanical properties in the final part. We use numerical computational fluid dynamics simulations in OpenFOAM to evaluate whether common shear stress mitigation techniques improve cell viability without causing shape defects. Critically, we find that using a conical nozzle, increasing the nozzle diameter, decreasing the print speed, and decreasing the ink viscosity can improve the viability of stress magnitude-sensitive cells, but using a conical nozzle, increasing the nozzle length, and decreasing the print speed can increase damage in stress duration-sensitive cells. Additionally, using a conical nozzle or a larger nozzle can lead to larger shape defects in printed filaments. Material selection and printing parameter selection in embedded bioprinting should take into account allowable shape defects, allowable cell damage, and cell type.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
思絮完成签到 ,获得积分10
刚刚
平淡爆米花完成签到,获得积分10
刚刚
微尘完成签到,获得积分10
刚刚
zzzzzz完成签到,获得积分10
刚刚
勤恳洙完成签到,获得积分10
刚刚
鹏飞九霄完成签到,获得积分10
1秒前
ananan完成签到,获得积分10
1秒前
Gray发布了新的文献求助10
1秒前
独角兽发布了新的文献求助10
2秒前
Y123456完成签到,获得积分10
2秒前
SCINEXUS完成签到,获得积分0
2秒前
只因完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
BINGBING1230完成签到,获得积分10
3秒前
Smar_zcl应助Lily采纳,获得50
3秒前
健壮荠完成签到,获得积分10
3秒前
乐乐应助dhfify采纳,获得10
4秒前
4秒前
一刀完成签到,获得积分10
4秒前
skycool完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
科研蚂蚁完成签到,获得积分10
5秒前
天天飞人完成签到,获得积分10
5秒前
cindy完成签到,获得积分10
5秒前
老迟的新瑶完成签到 ,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助诩阽采纳,获得10
6秒前
7秒前
三三磊完成签到,获得积分10
7秒前
karan完成签到,获得积分10
7秒前
寂寞的茹妖完成签到,获得积分10
7秒前
仔仔在完成签到,获得积分10
7秒前
细心故事完成签到,获得积分10
8秒前
Gray完成签到,获得积分10
8秒前
魏煜佳完成签到,获得积分10
8秒前
勤恳洙发布了新的文献求助10
8秒前
陆离完成签到,获得积分10
9秒前
杨春末发布了新的文献求助10
9秒前
phoenixsun完成签到,获得积分20
9秒前
ww完成签到,获得积分10
10秒前
在水一方应助最好的我们采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Bandwidth Choice for Bias Estimators in Dynamic Nonlinear Panel Models 2000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
茶艺师试题库(初级、中级、高级、技师、高级技师) 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5358458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4489594
关于积分的说明 13974558
捐赠科研通 4391418
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2412444
邀请新用户注册赠送积分活动 1405051
关于科研通互助平台的介绍 1379635