Nydus One注射器挤出机(NOSE)

发布者:匿名 2019-06-30 浏览量:2308


来自德国的研究人员正在探索生物打印的民主化他们的研究成果概述“Nydus One注射器挤出机(NOSE):用于生物打印应用的Prusa i3 3D打印机转换”中。认识到这种新技术的前景及其周围的一切,作者关注的是消除制药行业动物试验的潜力,以及在几乎所有医学领域提供患者特异性治疗的能力。但是,应用程序可能远远超出这些范围。

在这项研究中,研究小组研究了使用Nydus One 注射器挤出机(NOSE)转化的Prusa i3的性能,允许使用注射器支架进行水凝胶挤出和“可调节沉积精度”。得益于开源技术,这样的项目是可能的,在这里,团队能够改变他们的低成本3D打印硬件,以实验生物打印。 NOSE和Prusa i3平台在开源生物打印软件包中的结合是一个潜在的强大功能,可以在全球范围内实现生物打印的民主化。基于CMU的最新研究已经引导组织在低成本打印机上制造,这在生物打印方面确实是一个潜在的突破性时刻。

到目前为止,生物打印机一直是利基市场,耗资10万或数万美元。有了新的CMU,三年来已经证明了500到1000美元的低成本生物打印是可能的。但是,这个GPL许可研究与流行的Prusa i3开源3D打印机相结合,可以使生物打印成为可能。本文的作用是为您提供有关如何使用修改过的Prusa打印机和一些额外部件进行生物打印的分步指南。

无论使用何种类型的硬件软件或材料,生物打印中的挑战仍然很多,因为研究人员必须努力保持细胞在实验室中存活。开放式采购允许小型实验室在生物打印方面取得进展,因为它们可以绕过可能花费数十万美元的商业硬件成本。使用NOSE对Prusa i3进行的修改提供了许多好处,包括:

RepRap基础和GPL许可证允许修改并打开大门以支持大型3D打印社区。

专业P.I.N.D.A. 校准程序,用户友好,且易于复制打印件。

开源软件

用户的可访问性和可负担性

经过验证的转换,适用于复杂结构的细胞系,干细胞和FRESH打印

一旦设置了参数,研究人员就会承诺提供一种“无碰撞路径”的算法。然而他们必须仔细正确地设置参数,然后团队建议用户首先通过制作和试验基本样本来进行实践。如果需要,也可以用RebelliX框架替换打印机主机。

研究报告还包括以下信息:

操作说明

一次性设置

软件要求和下载

•Slic3r设置

生物打印程序

油墨准备

支架拆除

最常用的生物打印技术的选择:a)喷墨生物打印描述了生物材料(和细胞)在低粘度范围内通过生产和沉积1-100 pl范围内的液滴沉积。b)挤压生物打印:将含有细胞的生物材料的连续线通过针挤压并沉积在打印表面上。粘度范围很广。c)激光诱导前向转移:生物材料沉积在凝胶带上。激光脉冲然后初始化小水滴释放到接收板上。打印技术的选择取决于所需的分辨率、生物材料的类型以及细胞类型和密度。

Prusa i3转换为综合生物打印机的成本很低,FRESH方法意味着用户可以使用浓缩水凝胶进行生物打印,打印复杂的几何形状。然而,研究人员确实注意到NOSE系统在某些方面存在

“完全基于螺杆的挤出机组件将增强后续迭代的可修改性。”研究人员表示,“由高质量中心引起的快速填充运动可能会增加材料疲劳。这里的一个潜在解决方案可能是将伺服装置放置在靠近Y形托架的位置。通过自动化机械压力机的重新定位,额外的机械止动器将改善用户友好性。此外,热挤压控制或紫外发光二极管可以增加交联能力,从而提高未来水凝胶的范围。”

NOSE生物打印装置在实验过程中表现出81%的HEK293细胞存活率,并且胚胎干细胞(mESC)的有效率为85%。然而,再次出现了一些主要问题,因为FRESH微凝胶被证明对暴露于30分钟的细胞是“非理想的”。

改装NOSE由四个3D打印部件组成:(1)模块式注射器夹持器的Y形托架和适配器的安装部件(“主适配器”),(2)注射器支架,直径适合普通10毫升一次性注射器(“注射器支架”),(3)安装NEMA17伺服引擎(“伺服安装器”),(4)按压部件以移动注射器活塞(“机械压力机”)。所有部件均采用支撑结构,使用0.01毫米的层高度进行打印。使用细砂纸轻轻打磨支撑结构残留物或不合适的铰链。

“总体而言,这些研究结果通过创造生理环境进一步优化了嵌入式生物打印方法。”研究人员总结道,“我们的生物打印方法受GPLv3许可保护,因此我们邀请您重现我们的数据并修改我们的方法。”

生物打印在当今世界的研究实验室中可能更为常见,从微流体平台到骨再生支架等等,但对于大多数科学家来说,最终目标是3D打印人体器官。然而,已经通过细胞化的心脏,人脑组织,动物大脑和许多其他壮观的模型取得了令人印象深刻的进步。

鉴于Prusa i3是一款价格低廉的3D打印机,能够进行高质量的3D打印,这种开发可能会使生物打印技术民主化。如果NOSE喷嘴工作良好,那么可以使i3成为一个经济实惠的生物打印平台,用于一些生物打印应用,用于实验室和教室。Prusa i3是主要的FDM系统架构,成千上万的Prusa i3Prusa i3复制品散布在世界各地。数以百计的供应商销售和制造它们。随着NOSE喷嘴和i3生物打印现在可以全球许多人购买。有时一刻会改变一切,那一刻就是这一刻。

最常用的生物打印技术的选择:a)喷墨生物打印描述了生物材料(和细胞)在低粘度范围内通过生产和沉积1-100 pl范围内的液滴沉积。b)挤压生物打印:将含有细胞的生物材料的连续线通过针挤压并沉积在打印表面上。粘度范围很广。c)激光诱导前向转移:生物材料沉积在凝胶带上。激光脉冲然后初始化小水滴释放到接收板上。打印技术的选择取决于所需的分辨率、生物材料的类型以及细胞类型和密度。

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