Embedded 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl-Based Constructs with Highly Tunable Structural Fidelity
Notice bibliographique
Résumé
Three-dimensional (3D) bioprinting of hydrogel-based constructs at adequate consistency and reproducibility can be obtained through a compromise between the hydrogel's inherent instability and printing fidelity. There is an increasing demand to develop bioprinting modalities that enable high-fidelity fabrication of 3D hydrogel structures that closely correspond to the envisioned design. In this work, we performed a systematic, in-depth characterization and optimization of embedded 3D bioprinting to create 3D gelatin-methacryloyl (gelMA) structures with highly controlled fidelity using Carbopol as suspension bath. The role of various embedded printing process parameters in bioprinting fidelity was investigated using a combination of experimental and theoretical approaches. We examined the effect of rheological properties of gelMA and Carbopol at varying concentrations, as well as printing conditions on the volumetric flow rate of gelMA bioink. Printing speed was examined and optimized to successfully print gelMA into the support bath at varying Carbopol concentrations. Printing fidelity was characterized in terms of printed strand diameter, uniformity, angle, and area. The optimal Carbopol solution that retained filament shape at highest fidelity was determined. The efficacy of developed bioprinting approach was then demonstrated by fabricating 3D hydrogel constructs with varying geometries and visualized using an advanced synchrotron-based imaging technique. We also investigated the influence of the Carbopol medium on cross-linking and the resulting stiffness of gelMA constructs. Finally, in vitro cytotoxicity of the developed bioprinting approach was assessed by printing human umbilical vein endothelial cells encapsulated in the gelMA bioink. These results demonstrate the significance of the close interplay between bioink-support bath rheology and printing parameters and help to establish an optimized workflow for creating 3D hydrogel structures with high fidelity and cytocompatibility via embedded bioprinting techniques. This robust platform could further expand the application of bioprinted soft tissue constructs in a wide variety of biomedical applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».