A Mixing System for Uniform, Reproducible Viscous Bioinks Preparation
Notice bibliographique
Résumé
Rationale: Extrusion 3D bioprinting is an additive manufacturing tissue engineering technique that uses cell-laden viscous biomaterials known as bioinks. Manually mixing cell suspensions into viscous biomaterials can be challenging due to the high viscosity ratio between the two fluids. Static mixers are an attractive approach as they can quickly and reproducibly mix two fluids, including those with a high viscosity ratio. However, static mixers intended for viscous applications have not been comprehensively investigated for bioink preparation. This work evaluates the mixing performance, shear stress, and cell viability using four different types of static mixers intended for high viscosity mixing. Methods: Three static mixers intended for mixing viscous solutions were designed based on the Sulzer SMX, Ross ISG, and serpentine mixers and fabricated using resin 3D printing. CELLMIXER, a Kenics-style static mixer commercially available through CELLINK, was used as a comparator. Two biomaterial inks based on PEGDA and methacrylated gelatin were used to characterize each mixer’s performance. Shear stress was estimated via fluid dynamics simulations using shear-thinning attributes measured experimentally through rheology. Mixing effectiveness was evaluated using fluorescent beads, from which the most effective design was chosen for live cell mixing experiments. Viability of cell lines (A549 and NIH-3T3) and primary human lung fibroblasts was evaluated postmixing. A demonstration of extrusion bioprinting was performed using the mixed bioinks. Results: The SMX-style mixer provided the most uniform mixing and yielded the lowest simulated shear stresses among the designs investigated. A549, NIH-3T3, and primary human lung fibroblasts maintained viabilities above 96% postmixing using the SMX-style mixer with a more homogeneous cell distribution compared to the CELLMIXER. The bioprinting demonstration validated our mixing system for producing viable tissue constructs with evenly distributed cells. Conclusions: We present a simple, reproducible, and flexible system for mixing cells into viscous biomaterial inks. Our approach facilitates standardized fabrication of cell-laden tissue constructs to ensure consistency in the growing field of extrusion 3D bioprinting.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».