基于连续数字光处理打印的液态光敏生物墨水性能定量表征

我的研究主要涉及DLP 3D生物打印和组织工程。我们尝试优化和改进DLP打印工艺及配方理论，使打印出的组织工程支架能更好地满足实际临床应用需求。现有光固化材料的打印条件依赖于人工实验，需通过多次实验的数据积累来确定。

此类实验浪费材料并降低打印效率。我基于材料的物理特性，构建了理论工作曲线，并据此确定了材料的DLP打印金字塔。提出将动态流体浴概念应用于DLP打印，以实现极软材料复杂三维结构的DLP打印成型。

该方法可提高确定光固化材料打印条件的效率。该技术可为光固化材料的研发及其精确打印提供技术支持。首先使用配备温度控制元件的流变仪测量生物墨水的阈值时间。

使用365纳米光源照射流变仪的测试平台，并将光强设定为特定值。在流变仪软件中，进入时间设置选项，将流变仪设置为采集300个数据点的时间模量数据，每个数据点间隔0.3秒。点击流变仪软件上的“开始测试”按钮以启动测试。

同时，点击光源的启动按钮。为计算阈值时间，记录从曝光开始到储能模量数据等于损耗模量数据时对应的时间。然后，使用上下玻璃片和环形打印结构搭建吸光度测试装置。

将环夹在玻璃片之间，使环的内圈形成测试腔室。将腔室置于光强计的测试区域，并调节光源以照射腔室区域。当测试腔室中未加入吸光度测试设备的材料时，通过读取光强计的显示值来测量入射光强度 II。

接下来，用10微升生物墨水填充测试室。将含有生物墨水的测试室暴露于365纳米的紫外光下。通过读取显示屏获得光强IIH。

当光照强度计上的数值不再变化时，读取显示屏以获得生物墨水固化时的光照强度。该数值即为固体吸光度 ISH。要实现数字光处理（DLP）打印，首先使用 DLP 软件开始操作。

在参数设置中，将第一层单层的曝光时间设为阈值时间。根据此公式计算固化厚度为10微米材料的曝光时间，并减去阈值时间，以获得固化单层的实际曝光时间。在软件的参数设置中，将相邻层之间的时间间隔设为0秒。

通过单击打印软件中的“开始”按钮启动打印机。当打印过程结束后，单击“停止”按钮完成打印。本方案表明，连续DLP打印方法能够准确计算不同材料的理论工作曲线。

在三种不同材料上观察到理论预测与实际打印结果之间具有高度一致性。与传统的DLP打印方法相比，该方法在降低打印层厚的同时，表现出打印效率的提升。此外，与传统DLP打印相比，固化效率提高了十倍，表明连续DLP打印方法能够同时实现高效率和高保真度。