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
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
小王发布了新的文献求助30
刚刚
mint发布了新的文献求助10
1秒前
小王发布了新的文献求助30
1秒前
小王发布了新的文献求助30
1秒前
小王发布了新的文献求助30
1秒前
小王发布了新的文献求助30
2秒前
小王发布了新的文献求助30
2秒前
小王发布了新的文献求助30
2秒前
小王发布了新的文献求助30
2秒前
彭于晏应助heihei采纳,获得10
2秒前
Hello应助修行采纳,获得10
5秒前
5秒前
郭佳鑫完成签到 ,获得积分10
7秒前
老刘不吃香菜完成签到,获得积分10
7秒前
mint完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
子舆完成签到 ,获得积分10
11秒前
kwai应助李航采纳,获得10
13秒前
共享精神应助伶俐乌采纳,获得10
16秒前
xxxxxxxxx发布了新的文献求助20
16秒前
isyfear发布了新的文献求助10
17秒前
gnykdx完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
纯真的尔曼完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
21秒前
Xaoyie发布了新的文献求助10
23秒前
体贴半仙发布了新的文献求助10
23秒前
伶俐摩托发布了新的文献求助30
24秒前
vvv完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
26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
Petrucci's General Chemistry: Principles and Modern Applications, 12th edition 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 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 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 5299901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4447967
关于积分的说明 13844251
捐赠科研通 4333585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2378948
邀请新用户注册赠送积分活动 1374119
关于科研通互助平台的介绍 1339733