Inchiostri per la stampa 3D a base di polisaccaridi integrati con additivi

Ricercatori rumeni creano promettenti inchiostri e additivi per la stampa 3D a base di polisaccaridi
Alcuni ricercatori rumeni hanno recentemente approfondito i materiali associati alla stampa 3D, delineando le loro scoperte in ” Inchiostri per stampa 3D a base di polisaccaridi integrati con additivi “. In questo studio, hanno combinato una varietà di diversi polisaccaridi per migliorare gli inchiostri per la stampa 3D.

“Un’ampia gamma di materiali ha mostrato potenzialità nella stampa 3D, ma la modellazione di questi materiali in articoli autoportanti con proprietà meccaniche regolabili, degradazione e adeguata risposta reologica è ancora un problema”, spiegano gli autori, mentre ci introducono nel processo di creazione di nuovi inchiostri, a partire dalla raffinazione della bagnabilità.

Gli agenti bagnanti — o gli umettanti — riducono anche l’angolo di contatto tra il bioink e l’ugello della stampante, oltre a ridurre le possibilità di asciugatura o crosta.

Umettanti tipici includono:

Polietilenglicole (PEG)
Glicerolo (Gly)
sorbitolo
Urea
In questo studio, i ricercatori hanno creato una “promettente formulazione di inchiostro” basata su CMC / Alg e CN / Alg, utilizzando agenti bagnanti derivati ​​da polimeri di peso sia piccolo che molecolare.

“Gli inchiostri da stampa sono stati formulati utilizzando due miscele di precursori, CMC: Alg e CN: Alg in rapporto di massa 1: 1. Per le prime formulazioni menzionate, è stata preparata una soluzione di CMC al 4% in acqua distillata e la quantità corrispondente di Alg è stata aggiunta sotto agitazione delicata “, hanno spiegato i ricercatori. “Queste ultime formulazioni sono state ottenute dissolvendo direttamente l’Alg in sospensione CN”.

Gli inchiostri sono stati stampati utilizzando la bioprinter 3D Discovery di RegenHU . Sono stati condotti esperimenti di stampa 3D, insieme a bioprinting di ponteggi in idrogel. Il software BioCADTM è stato utilizzato per creare il codice G per i costrutti 3D utilizzati nello studio.

Mentre Alg non è la migliore opzione per la scrittura diretta 3D da sola, la viscosità “migliorata” di CMC e CN, si è verificata una migliore reticolazione e i gruppi -OH presenti hanno offerto un effetto positivo sulla solubilità e sul comportamento reologico e meccanico.

Rappresentazione schematica dell’organizzazione fibrillare della cellulosa
prima e dopo il processo di ossidazione

“Entrambi i tipi di cellulosa qui utilizzati, CMC e CN, differiscono notevolmente per quanto riguarda le caratteristiche chimiche e morfologiche e tuttavia presentano entrambi un comportamento di stampa favorevole”, hanno affermato i ricercatori.

Nel complesso, la valutazione reologica dei ricercatori ha affermato che le composizioni CMS possedevano una bassa viscosità, che scorreva immediatamente allo stress. Le gocce ad alta viscosità richiedevano “forze esterne adeguate” per impegnarsi nel processo di stampa.

“Il caricamento di un composto aggiuntivo (come PEG e glicerolo) ha suggerito il miglioramento delle proprietà di bagnatura portando a diametri del filamento leggermente inferiori rispetto alla corrispondente composizione di riferimento”, hanno affermato i ricercatori.

“Considerando le prestazioni di stampa rispetto all’architettura prestabilita, si può concludere che è stata ottenuta una stampa 3D di successo usando glicerolo nella composizione dell’inchiostro. Pertanto, la fabbricazione di scaffold 3D utilizzando un materiale cellulosico combinato con alginato e un additivo adatto fornisce geometrie accurate ma guida anche le applicazioni degli idrogel ibridi ottenuti nel campo biomedico. “

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