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Custom FDM-based bioprinter with heated nozzle : optimizing slicer settings for precision printing using a print quality index

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00009202
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-9202-7

Titelangaben

Meyer, Leif O. ; Jérôme, Valérie ; Freitag, Ruth:
Custom FDM-based bioprinter with heated nozzle : optimizing slicer settings for precision printing using a print quality index.
In: Biomedical Materials. Bd. 20 (2025) Heft 3 . - 035030.
ISSN 1748-605X
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1088/1748-605X/add230

Volltext

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Format: PDF
Name: Meyer_2025_Biomed._Mater._20_035030.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Abstract

Bioprinting of microtissues has become a standard technique in medical and biotechnological research, offering a more accurate replication of the in vivo setting than conventional 2D cell culture. However, widespread adoption is limited by the absence of a universally accepted printing benchmark—common in standard fused deposition modeling (FDM) printing, as well as the high cost and restricted customizability of commercial bioprinters. This study introduces a method to convert a standard FDM printer into a bioprinter. All cell-contacting components are biocompatible and autoclavable, while the printer body can be UV-sanitized. Using a heated FDM printhead, we used the thermal properties of alginate-gelatin bioinks to achieve high-resolution 3D printing. A key achievement was the developed print quality index (PQI) method, which correlates nozzle temperature with bioink flow behavior, streamlining optimization of slicer settings. Guided by PQI, we reproducibly bioprinted complex alginate-gelatin structures with high quality and dimensional/geometric accuracy. A case study using recombinant HuH7EGFP cell-laden hydrogels demonstrated long-term cell proliferation, confirming high viability. Given its efficiency, the PQI method has the potential to become the missing printing benchmark for slicer optimization in bioprinting. The presented approach significantly advances the accessibility of sophisticated bioprinting technology to interested research groups worldwide.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: custom bioprinter; thermal gelation; slicer optimization; print quality
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik > Lehrstuhl Bioprozesstechnik - Univ.-Prof. Dr. Ruth Freitag
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-9202-7
Eingestellt am: 15 Mai 2026 11:33
Letzte Änderung: 15 Mai 2026 11:34
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/9202

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