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:11
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.

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
明朗完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
14完成签到,获得积分10
1秒前
honey完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
red完成签到,获得积分10
3秒前
Rondab应助高兴尔珍采纳,获得10
5秒前
蓝橙完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助fuxiao采纳,获得10
7秒前
小朱发布了新的文献求助10
7秒前
流而不逝发布了新的文献求助10
8秒前
知性的水杯完成签到 ,获得积分10
9秒前
玥瑶给玥瑶的求助进行了留言
9秒前
852应助Qing采纳,获得10
10秒前
布布爱吃炸鸡完成签到,获得积分10
10秒前
坚强的安柏完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研涛完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
鑫渊完成签到,获得积分10
14秒前
fanfanzzz完成签到 ,获得积分10
14秒前
Katsuya完成签到,获得积分10
15秒前
纯真电源完成签到,获得积分20
15秒前
来自三百发布了新的文献求助20
16秒前
繁荣的又夏完成签到,获得积分10
18秒前
Quinna完成签到,获得积分10
18秒前
烟花应助科研涛采纳,获得10
19秒前
zpeng完成签到,获得积分10
19秒前
小宏完成签到,获得积分10
20秒前
123完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
洁净的天德完成签到,获得积分10
22秒前
小朱完成签到,获得积分20
22秒前
流而不逝完成签到,获得积分10
22秒前
栗子完成签到 ,获得积分10
23秒前
平常的青荷完成签到,获得积分10
23秒前
yyy完成签到,获得积分10
24秒前
老阎应助韩林岑采纳,获得30
24秒前
nature完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3968593
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513416
关于积分的说明 11167791
捐赠科研通 3248853
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794507
邀请新用户注册赠送积分活动 875170
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804671