Voxelated bioprinting of modular double-network bio-ink droplets

自愈水凝胶 3D生物打印 材料科学 粘弹性 纳米技术 细胞包封 3D打印 组织工程 计算机科学 高分子科学 复合材料 高分子化学 生物医学工程 医学
作者
Jinchang Zhu,Ying He,Yong Wang,Li‐Heng Cai
标识
DOI:10.1101/2023.09.19.558463
摘要

Abstract Analogous of pixels to two-dimensional pictures, voxels –– in the form of either small cubes or spheres –– are the basic building blocks of three-dimensional (3D) objects. However, precise manipulation of viscoelastic bio-ink voxels in 3D space represents a grand challenge in both soft matter science and biomanufacturing. Here, we present a voxelated bioprinting technology that enables the digital assembly of interpenetrating alginate and polyacrylamide (PAM) double-network (DN) hydrogel droplets. The hydrogel is crosslinked via additive-free bioorthogonal chemistry involving a pair of stoichiometrically matched polymers. We develop theoretical frameworks to describe the crosslinking kinetics and stiffness of the hydrogels, and construct a diagram-of-state to delineate their mechanical properties. Multi-channel print nozzles are developed to allow on-demand mixing of highly viscoelastic bio-inks without significantly impairing cell viability. Further, we showcase the distinctive capability of voxelated bioprinting by creating highly complex 3D structures such as a hollow sphere composed of interconnected yet distinguishable hydrogel particles. Finally, we validate the cytocompatibility and in vivo stability of the printed DN scaffolds through cell encapsulation and animal transplantation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
3秒前
友好的若剑完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
bkagyin应助烂漫伟祺采纳,获得10
6秒前
加油!完成签到,获得积分20
7秒前
夕照古风发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
熊遇蜜发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
从容襄发布了新的文献求助50
10秒前
清爽柠檬完成签到,获得积分10
11秒前
新城吴发布了新的文献求助30
14秒前
cui发布了新的文献求助10
15秒前
wonhui发布了新的文献求助10
15秒前
英俊的铭应助Akasazi采纳,获得10
18秒前
隐形曼青应助cui采纳,获得10
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
kunkun完成签到,获得积分10
25秒前
小康完成签到,获得积分10
26秒前
fighting完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
奶油泡芙发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
屈绮兰应助Akasazi采纳,获得20
30秒前
无花果应助奶油泡芙采纳,获得10
35秒前
可爱的函函应助an采纳,获得10
36秒前
熊遇蜜完成签到,获得积分20
38秒前
40秒前
孙燕应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
优雅灵波完成签到,获得积分10
41秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
herococa应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
herococa应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
42秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
Secondary Ion Mass Spectrometry: Basic Concepts, Instrumental Aspects, Applications and Trends 1000
Comparison of adverse drug reactions of heparin and its derivates in the European Economic Area based on data from EudraVigilance between 2017 and 2021 500
[Relativity of the 5-year follow-up period as a criterion for cured cancer] 500
Statistical Analysis of fMRI Data, second edition (Mit Press) 2nd ed 500
メバロノラクトンの量産技術と皮膚老化防止効果 500
Huang‘s catheter ablation of cardiac arrthymias 5th edtion 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3939659
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3485769
关于积分的说明 11034164
捐赠科研通 3215611
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1777288
邀请新用户注册赠送积分活动 863439
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 798854