بایگانی‌ها پرینت سه بعدی زیستی - پرینت سه بعدی بایو- چاپ سه بعدی زیستی -پرینت سه بعدی ارگام های بدن- نه به آزمایش بر روی حیوانات -چاپگر سه بعدی زیستی

برچسب: پرینت سه بعدی زیستی – پرینت سه بعدی بایو- چاپ سه بعدی زیستی -پرینت سه بعدی ارگام های بدن- نه به آزمایش بر روی حیوانات -چاپگر سه بعدی زیستی

14 آگوست 2023 توسطنوید مقتدر

پرینت رزینی روی صفحه ساخت

6 روش برای پرینت رزین سطوح مسطح و صاف ، مستقیماً روی صفحه ساخت

گاهی اوقات پرینت سطوح صاف مستقیماً روی صفحه ساخت ممکن است به استفاده از ساپورت یا زاویه دار کردن قطعه حین پرینت ترجیح داده شود. با این حال، اگر به درستی انجام نشود، می تواند منجر به خرابی قطعه پرینت شده شود.

برای پرینت رزین روی صفحه ساخت، از یک صفحه ساخت انعطاف پذیر مغناطیسی استفاده کنید، زمان نوردهی پایین bottom exposure time را کاهش دهید و مدل خود را برای کاهش مکش توخالی کنید. همچنین باید از تنظیم جبران تحمل استفاده کنید و یک قایق یا پایه قربانی به مدل خود اضافه کنید.

نحوه پرینت رزین سطوح مسطح و مستقیماً روی صفحه ساخت

پرینت رزین سطوح مسطح به طور مستقیم بر روی صفحه ساخت، نیاز به ساپورت گسترده را از بین می برد. این می تواند مزایای بالقوه زیادی داشته باشد، از جمله کاهش تاب برداشتن، بهبود سطح چاپ و کاهش زمان چاپ.

با این حال، اگر به درستی آن را انجام ندهید، فرآیند پرینت می تواند یک فاجعه باشد. در اینجا نحوه چاپ رزین سطوح مسطح و مستقیماً بر روی صفحه ساخت آورده شده است.

Z Lift Height را به 0 تغییر دهید
زمان نوردهی پایین bottom exposure time را کاهش دهید
از صفحه ساخت انعطاف پذیر مغناطیسی استفاده کنید (در صورت امکان)
یک رافت RAFT یا پایه قربانی به مدل خود اضافه کنید
مدل را توخالی کنید و سوراخ هایی برای کاهش مکش اضافه کنید
تنظیم Bottom Tolerance Compensation را تنظیم کنید

1. Z Lift Height را به 0 تغییر دهید

اولین کاری که باید هنگام پرینت رزین روی صفحه ساخت انجام دهید این است که ارتفاع Z Lift را در نرم افزار اسلایسر خود به 0 تغییر دهید. این به شما کمک می کند اشیایی را با ابعاد درست پرینت کنید. در اینجا نحوه انجام این کار در ChiTuBox آورده شده است.

مدلی را که می خواهید پرینت کنید از پوشه ای که در کامپیوتر خود ذخیره کرده اید به Chitubox وارد کنید. می توانید این کار را با کلیک کردن روی نماد پوشه در سمت چپ سمت چپ صفحه خود، انتخاب فایل و کلیک کردن روی باز کردن انجام دهید.

روی صفحه تنظیمات ساپورت در سمت راست صفحه کلیک کنید، تنظیم Z Lift Height را پیدا کنید و از حالت پیش‌فرض که معمولا عدد 4 یا 5 می باشد، آن را به 0 تغییر دهید.

و یک نکته مهم اگر می‌خواهید در حین چاپ مستقیم روی صفحه ساخت، ابعاد کاملی داشته باشید، باید صفحه ساخت خود را تراز (Level)کنید.

2. کاهش زمان نوردهی پایین برای پرینت رزین روی صفحه ساخت

کار دیگری که باید انجام دهید این است که زمان نوردهی پایین را در اسلایسر خود کاهش دهید تا فرآیند پخت را با دقت بیشتری کنترل کنید. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که فقط قسمت مورد نظر عمل می کند و لایه های اول شکل و ابعاد خود را حفظ می کنند.

هنگامی که زمان نوردهی پایین خیلی زیاد است، نور ماوراء بنفش ممکن است در نهایت رزینی را که از چند لایه اول چاپ (لایه‌های سوخته شده) فشرده می‌شود، خشک کند و باعث ایجاد چیزی شود که به عنوان اثر “پای فیل” elephant foot شناخته می‌شود.

اینجاست که پایه پرینت بزرگتر از آنچه در نظر گرفته شده است، است زیرا رزین نیمه پخته شده از لبه ها خارج می شود و قبل از اینکه کاملاً پخته شود کمی پخش می شود.

من به شما توصیه می کنم زمان نوردهی پایین را به عنوان آزمایش نصف کنید تا ببینید آیا مدل بدون جدا شدن به خوبی روی صفحه ساخت می چسبد یا خیر. اگر این کار کرد، می توانید آن را در آنجا نگه دارید. اما اگر اینطور نیست، به تدریج آن را 10-20 درصد بالا ببرید تا خوب بچسبد.

برای کاهش زمان نوردهی پایین در ChiTuBox، روی دکمه تنظیمات درست بالای دکمه Slice در سمت راست صفحه کلیک کنید.

3. برای جدا کردن آسان قطعه از صفحه ساخت مگنتیک فلکس استفاده کنید

روشی که در پرینت سه بعدی نسبتاً رایج است استفاده از صفحه ساخت انعطاف پذیر مغناطیسی هنگام چاپ رزین سطوح صاف و مستقیماً روی صفحه ساخت است. وقتی می‌خواهید آن را از یک صفحه استاندارد جدا کنید، قطعه پرینت شده ممکن است بشکند یا خم شود.

با این حال، یک صفحه ساخت انعطاف‌پذیر مغناطیسی می‌تواند آزادانه کشیده و خم شود و بدون آسیب رساندن به آن، برداشتن یک قطعه چاپ شده از صفحه ساخت را آسان‌تر می‌کند. این به شما کمک می کند تا به چاپ های رزین سطح مسطح بصری خیره کننده برسید.

صفحات ساخت انعطاف پذیر مغناطیسی نیز به گونه ای طراحی شده اند که قابل استفاده مجدد بوده و به راحتی تمیز شوند. این مهم است زیرا یک صفحه ساخت تمیز برای چسباندن چاپ های شما به تخت کلید است.

4. یک Raft، Sacrificial Base یا چیزی مشابه اضافه کنید

افزودن یک raft به مدل شما می تواند به عنوان پایه ای قربانی در هنگام پرینت رزین سطوح صاف و مستقیماً روی صفحه ساخت عمل کند. سطوح صاف زمانی که بخواهید آنها را از صفحه ساخت جدا کنید به راحتی آسیب می بینند، به خصوص زمانی که به شدت گیر کرده باشند.

با این حال، اضافه کردن یک raft، پایه قربانی یا چیزی مشابه با لبه‌های کمی متمایل به داخل به سمت پایین چاپ می‌تواند به عنوان یک بالشتک عمل کند. پس از چاپ می توانید به راحتی این قسمت را تراش و سنباده بزنید. این احتمال آسیب دیدن قطعه پرینت را هنگام برداشتن آن از صفحه ساخت کاهش می دهد.

نحوه کالیبره کردن پرینتر رزینی – تست زمان مناسب نوردهی رزین

5. مدل را توخالی کنید و سوراخ هایی به آن اضافه کنید تا مکش را کاهش دهید

ابتدا باید سوراخ ها یا دریچه هایی را به صورت استراتژیک در مدل وارد کنید. سطوح مسطح در حین چاپ نیروهای مکش قوی بین صفحه ساخت و جسم ایجاد می کنند.

این نیروها باعث می‌شوند که جسم به صفحه ساختمان بچسبد و جدا کردن آن را دشوار می‌کند. اگر جسم را به زور از صفحه ساخت جدا کنید، ممکن است به شی آسیب وارد کنید یا آن را خم کنید و در موارد دیگر صفحه ساخت را از بین ببرید.

توخالی کردن مدل و ایجاد سوراخ در آن به کاهش این نیروهای مکش کمک می کند و حذف قطعات از پلت فرم ساخت را آسان تر می کند. این سوراخ ها بر روی سطح صاف همچنین اجازه می دهد تا رزین خشک نشده در حین چاپ فرار کند.

بعداً می‌توانید سوراخ‌ها را با رزین پر کنید و با استفاده از اشعه ماوراء بنفش آن‌ها را خشک کنید تا جسم به شکل اولیه‌اش بازگردد.

افزودن سوراخ به یک مدل در ChiTuBox بسیار ساده است. فقط مدل را از پوشه ای که در رایانه خود ذخیره کرده اید به ChiTuBox وارد کنید. می توانید این کار را با کلیک کردن روی نماد پوشه در سمت چپ سمت چپ صفحه خود، انتخاب فایل و کلیک کردن روی باز کردن انجام دهید.

بهترین نرم افزارهای طراحی سه‌بعدی برای مدل سازی در سال ۲۰۲۳

6. Bottom Tolerance Compensation را در ChiTuBox تنظیم کنید

تنظیم Bottom Tolerance Compensation setting در ChiTuBox یا هر نرم افزار پرینت سه بعدی مشابهی می تواند هنگام چاپ رزین سطوح صاف مستقیماً روی صفحه ساخت مفید باشد. این تنظیم به شما امکان می دهد اندازه مدل سه بعدی را قبل از چاپ کمی تغییر دهید.

اگر مقدار جبران تلورانس پایینی مثبت را وارد کنید، وقتی آن را چاپ می‌کنید، مدل بزرگ می‌شود تا انقباض ناشی از خشک شدن رزین را جبران کند.

از سوی دیگر، وارد کردن یک مقدار منفی، جسم را مجبور به کوچک شدن می‌کند، بنابراین اثر پای فیل را معکوس می‌کند و جسم را به ابعاد اولیه خود بازمی‌گرداند.

برای تنظیم تنظیمات Bottom Tolerance Compensation در ChiTuBox، همانطور که در قسمت قبل نشان داده شده است، روی دکمه Settings کلیک کنید.

از پنجره باز شده Advanced را انتخاب کرده و تنظیمات Bottom Tolerance Compensation را پیدا کنید.

کادر کنار آن را علامت بزنید و یک مقدار منفی برای پارامترهای a و b وارد کنید. پس از آن، پنجره را ببندید و تنظیمات شما به طور خودکار ذخیره می شود.

هنگام چاپ تخت روی سطح صاف، به خصوص با اشکال جعبه مانند. شما باید زمان استراحت و Bottom Tolerance Compensation setting را اضافه کنید تا از بین رفتن جزئیات و شکوفایی آن حذف شود.

بیشتر بدانید

نکات پرینت سه بعدی

18 جولای 2021 توسطنوید مقتدر

پرینت سه بعدی زیستی

هر از چندگاهی اخباری در مورد اندام های چاپ شده به صورت سه بعدی منتشر می شود. در چنین مواردی ، مردم معمولاً تصور می کنند که یک ماشین می تواند از قبل اعضای بدن انسان را که به راحتی قابل کاشت هستند ، ایجاد کند. با این حال ، واقعیت دور از این تصویر خوش بینانه است.

چاپ سه بعدی مواد بیولوژیکی یک گزینه جالب برای تولید بافت ها و اندام ها برای دور زدن موارد کمبود اهدا کننده و کمبود اندام فراهم می کند. با کسری موجود در اندامهای موجود و قابل جابجایی برای پیوند ، بخش پزشکی با تقاضای روزافزون برای اندام و کمبود عرضه روبرو است. طی دهه های گذشته ، مهندسی بافت (TE) و پزشکی بازساختی همچنان به ارائه راهکارهای جایگزین برای بافت ها و اندام های مصنوعی ادامه می دهند.

چاپ زیستی سه بعدی می تواند پاسخی به کمبود اعضای بدن در سراسر جهان و افزایش بی میلی برای آزمایش محصولات آرایشی ، شیمیایی و دارویی جدید بر روی حیوانات باشد. اینکه آیا این به زودی به واقعیت تبدیل خواهد شد قطعی نیست ، اگرچه تلاش های تحقیقاتی طی سالهای گذشته به سرعت رشد کرده است. فناوری پرینت بیولوژیک بهتر و (بسیار) سریعتر می شود. با این حال ، این فناوری مبتنی بر هیدروژن هنوز چاپ زیستی ندارد ، این محتوا نیست بلکه خود فناوری چاپ است.

چاپ سه بعدی زیستی چیست؟

چاپ سه بعدی یک فناوری پیشرفته است که به معنای ایجاد بافت های زنده مانند رگ های خونی ، استخوان ها ، قلب یا پوست از طریق فناوری ساخت افزودنی چاپ سه بعدی است. چاپ سه بعدی سنتی به معنای تولید اجسام جامد سه بعدی از یک فایل دیجیتال ، با استفاده از یک فرآیند لایه بندی است. در متداول ترین نسخه آن ، یک ماده منبع ، مانند پلاستیک ، مایع شده و سپس دستگاه لایه به لایه را بر روی میز کار پرینتر سه بعدی اضافه می کند تا زمانی که یک جسم کاملاً شکل گرفته داشته باشید.

نیازی به گفتن نیست که چاپ اندامها “کمی” پیچیده تر است. در اوایل دهه 2000 محققان کشف کردند که سلولهای زنده را می توان از طریق نازل چاپگرهای جوهر افشان پاشید و به آنها آسیب نرساند. با این حال ، وجود سلول ها کافی نیست ، آنها برای زنده ماندن به یک محیط پرورش دهنده نیاز دارند: غذا ، آب و اکسیژن. امروزه ، این شرایط توسط یک میکروژل فراهم می شود – به ژلاتین غنی شده با ویتامین ها ، پروتئین ها و سایر ترکیبات زنده ماندن فکر کنید. علاوه بر این ، محققان برای ایجاد شرایط پرورش سریعترین و کارآمدترین رشد سلول ، سلولها را در اطراف بستر مناسب سه بعدی ساخته شده از پلیمرهای قابل تجزیه یا کلاژن کاشته اند تا بتوانند به یک بافت کاملاً کاربردی تبدیل شوند.

چگونه می توان یک ارگان بدن انسان را پرینت سه بعدی زیستی کرد ؟

چاپ سه بعدی ابتدا برای ساخت سریع قطعات صنعتی با استفاده از روشهای معروف به استرولیتوگرافی و مدل سازی رسوب فیوز (FDM)ساخته شد. “چاپ BIO” را به روش چاپ اضافه کنید و این یک فرایند کاملاً جدید می شود: چاپ زیستی سه بعدی.

چاپ زیستی سه بعدی برای جلوگیری از آلودگی نمونه بیو پرینت و درجه حرارت و رطوبت مناسب به شرایط استریل نیاز دارد تا سلول ها از بین نروند. همچنین ، از مواد پلاستیکی که به طور سنتی در چاپ سه بعدی استفاده می شود ، نمی توان در چاپ زیستی استفاده کرد ، زیرا به دمای بالا یا حلال های سمی احتیاج دارند. محققان در سراسر جهان در حال تولید موادی هستند که می توان در یک پرینتر سه بعدی دستکاری کرد در حالی که حداقل آسیب به سلول ها وارد می شود.

با این حال ، هر نوع سلول که بافتهای مختلف آناتومی انسان را تشکیل می دهد ، نیاز به یک محیط مکانیکی منحصر به فرد دارد. هر کدام برای عملکرد طبیعی به پشتیبانی ساختاری منحصر به فردی نیاز دارند. به عنوان مثال ، استخوان ها ماده ای مقاوم و شکننده هستند ، عضلات قلب الاستیک ، مواد سخت و اندام های داخلی مانند کبد نرم و فشرده هستند. در یک انتشار اخیر ، نشان داده شده که از مواد جدید استخراج شده از جلبک های دریایی می توان برای چاپ سه بعدی سلول های بنیادی انسان در محیط های مجزا و بدون آسیب رساندن به سلول ها استفاده کرد. دانشمندان در این حوزه باور دارند که این یافته ها راه را برای چاپ ساختارهای پیچیده بافت هموار می کند.

بیایید مثانه را مثال بزنیم ، اندام ساده تری که فقط از دو نوع سلول تشکیل شده است. در ابتدا ، محققان عضو بیمار را اسکن می کنند تا اندازه و شکل شخصی را تعیین کنند. سپس یک بستر مناسب ایجاد می کنند تا به سلول ها چیزی برای رشد در سه بعد داده شود و سلولهایی را از بیمار به این بستر اضافه کنند. این یک کار پر زحمت است و ممکن است هشت هفته طول بکشد. سرانجام ، یک راکتور زیستی محیط بهینه را برای رشد سلول ها به عضو ایجاد می کند. هنگامی که پزشکان سرانجام عضو را در بیمار قرار می دهند ، بستر و نگه دارنده ارگان قبلاً ناپدید شده یا به زودی پس از جراحی ناپدید می شود.

این توصیف نمی تواند نشان دهد که کل مراحل کار چقدر دشوار و وقت گیر است. ما حتی تا دهه ها با چاپ بیولوژیک اندامهای پیچیده که کاملاً کار می کنند فاصله داریم. با این حال ، چاپ زیستی سه بعدی در حال حاضر برای تولید بافت های مدل برای تحقیق استفاده می شود و همچنین در پزشکی احیا نیز استفاده می شود.

یک راه حل برای کمبود اعضای بدن

راه حل رفع هشدار دهنده کمبود اعضای بدن در سراسر جهان از طریق فناوری است. چاپ زیستی سه بعدی پاسخ فناوری به کمبودهای حیاتی بافت است که وظایف متخصصان پزشکی را مختل می کند و زندگی بسیاری را به خطر می اندازد. در ایالات متحده آمریکا، هر 9 دقیقه یک فرد جدید به لیست انتظار اهدا کنندگان عضو اضافه می شود. تعداد بیماران منتظر اهدا کننده عضو در 26 سال گذشته 5 برابر شده است. هر روز 17 نفر فقط به دلیل کمبود اندام موجود فقط در ایالات متحده آمریکا می میرند.

رفع شکاف ها در حوزه پرینت سه بعدی زیستی

تیمی از محققان در دانشگاه کارنگی ملون یک روش پرینت سه بعدی با نام “Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels” (FRESH) ایجاد کرده اند. پروفسور آدام فاینبرگ ، سرپرست تیم پروژه ، طی یک میزگرد در مورد اجلاس مجازی AMS در مارس 2021 ، اظهار داشت که “ما می توانیم در طی 12 سال قلب بیو پرینت شده در یک حیوان داشته باشیم” کتی ویمر ، معاون پزشکی بازسازی در سیستم های سه بعدی ، در مورد بیشتر در مورد جدول زمانی احتمالی آینده این فناوری ، گفت که این مسئله فقط “یک مشکل مهندسی” است.

در مصاحبه اخیر برای سایت Patreon ، اریک گاتنهولم ، مدیر عامل CELLINK ، همین را تخمین زده است. وی گفت ، “ما در دهه آینده یا تقریباً شاهد اندامهایی خواهیم بود که به طور کامل کار می کنند.” گاتنهلم افزود ، “دانشمندان در 5 سال گذشته قادر به چاپ مجدد قلب ، ریه ها ، کلیه ها ، پوست ، قرنیه و سایر موارد بوده اند و در حال حاضر در حال توسعه اندام های كامل هستند. از هم اکنون ، این صنعت به دلیل دموکراتیک شدن فناوری پرینت سه بعدی ، با سرعت مداوم در حال پیشرفت است. “

پیشگامان چاپ زیستی سه بعدی

مشهورترین شرکت مهندسی بافت ، شرکت مستقر در سن دیگو ، ارگانوو است. این دارو به طور فعال در حال توسعه یک خط از بافتهای انسانی برای استفاده در تحقیقات پزشکی و کشف دارو است. آنها بافتهای انسانی سه بعدی بسیار سفارشی را به عنوان مدلهای پویای زیست انسانی سالم و بیمار برای تولید دارو ایجاد می کنند و اخیراً به همراه موسسه تحقیقات کودکان مورداک در اخبار ایجاد کلیه های کوچک انسان در آزمایشگاه قرار گرفته اند.

امروزه این شرکت هنوز در مورد تأیید FDA درباره فن آوری خود که در مورد آن صحبت می شود ، فاقد است. این کار بر روی جایگزینی حیوانات در فرایندهای آزمایش ، کشف جدید دارو و مدل های بیماری های سفارشی و همچنین توالی RNA تک سلولی متمرکز است. ارگانوو در تلاش است تا پایان سال 2025 چندین پرونده IND با FDA ثبت کند.

CELLINK طی ماه های گذشته عملکرد خوبی داشته است. این شرکت هم چاپگرهای زیستی و هم مواد چاپ بیولوژیکی را برای تهیه مدل های آماده چاپ یا استفاده برای محققان و ارائه دهندگان خدمات بهداشتی و درمانی ایجاد می کند تا فرهنگ سلول های سه بعدی ، داروهای شخصی و داروهای درمانی پیشرفته را فعال کند. رویکرد آنها به کاهش بسیار زیاد دستگاههای چاپ بیولوژیک کمک کرد ، که به موسسات و سازمانهای تحقیقاتی و آموزشی بیشتری امکان خرید یکی از این دستگاهها را می دهد – و این امر ناگزیر به تحقیقات بیشتر و دستیابی به موفقیت بیشتر در صنعت منجر شد. از طریق خریدها و همکاری ها ، CELLINK در واقع به یک نیروگاه همگرایی بیولوژیک تبدیل شد.

آیا به پایان آزمایش بر روی حیوانات می رسیم ؟

چاپ بیولوژیک همچنین می تواند به حذف نیاز به آزمایش داروهای جدید بر روی حیوانات کمک کند. جایگزینی آزمایش های بالینی طولانی و گران قیمت ، که اغلب هیچ نتیجه ای ندارند ، فرصت خوبی در بازار است که به موجب آن شرکت های داروسازی می توانند میلیاردها دلار پس انداز کنند. آزمایش دارو بر روی موش ، خرگوش یا سایر حیوانات در بسیاری از موارد کارآمد نیست زیرا داروی خاص هنوز هم می تواند تأثیر متفاوتی بر روی افراد بگذارد.

از طرف دیگر ، بافت چاپ شده سه بعدی اثبات شده است كه وسیله ای موثر در آزمایش داروهای جدید است ، به این معنی كه داروها می توانند كاملاً ارزیابی شده و سریعتر به بازار عرضه شوند ، همه اینها بدون آسیب رساندن به افراد آزمایش كننده حیوانات است. علاوه بر این ، از آنجا که آزمایش لوازم آرایشی روی حیوانات همیشه حتی بیشتر از آزمایش برای اهداف پزشکی بحث برانگیز بوده است ، با ظهور چاپ سه بعدی پوست انسان ، آزمایش لوازم آرایشی روی حیوانات می تواند یک بار و برای همیشه ناپدید شود.

چالش های چاپ زیستی سه بعدی

پزشکی دوست ندارد چشم اندازهای مثبت و آینده نگرانه را از بین ببرد ، اما چاپ مجدد از نظر فنی ، مالی و نظارتی با چالش های جدی روبرو است.

دردناک ترین مسئله ، مسئله توضیع است. عدم کنترل بازار ممکن است منجر به رونق بازار سیاه شود. به محض در دسترس بودن بستر مناسب این پرینت و منبع باز بودن روش ها ، ممکن است مردم در سراسر جهان وسوسه شوند که چاپ مواد بیولوژیکی غیرقانونی و آزمایش نشده را آغاز کرده و به افراد ناامید بفروشند. FDA بخش کوتاهی در چاپ سه بعدی دارد ، اما سلولهای زنده را به صراحت پوشش نمی دهد. این برنامه ها از طریق مرکز ارزیابی و تحقیقات بیولوژیک FDA ارسال می شوند. از آنجا که FDA چاپ بیولوژیک را تنظیم نمی کند ، اما دستگاه های پزشکی و راه حل هایی که از چاپگرها بیرون می آیند ، مقررات هنوز از سرعت فناوری عقب هستند.

چاپ زیستی سه بعدی یک فناوری بیش از حد پیچیده است و بسیاری از چالش های بیولوژیکی و فناوری آن است. از این مقدمه مختصر می توان مسائل اخلاقی و نظارتی را مشاهده کرد. این امر یک شبه در عمل اعمال نخواهد شد ، اما یک واقعیت است که باید در طی یک دهه با آن کنار بیاییم.

منابع:

www.nabr.org
www.aniwaa.com
www.medicalfuturist.com