Para peneliti di Universitas Maryland menggabungkan metode berbasis data dengan bioprinting 3D untuk menyelaraskan “tinta” sel dan parameter proses dengan lebih cepat untuk menghasilkan jaringan yang setara dengan jaringan yang tangguh. Tujuannya adalah alur kerja yang dapat direproduksi di mana konstruksi khusus pasien dapat dibuat tanpa jaringan donor. Proyek ini dikoordinasikan di Sekolah Teknik A. James Clark oleh Departemen Bioteknologi Fischell di bawah kepemimpinan John P. Fisher.
Secara teknis, tim ini mengatasi dua hambatan: pengembangan formulasi dimensi tinggi dan variabel kontrol yang sensitif dari pencetakan ekstrusi. Pembelajaran mesin secara sistematis mengeksplorasi kombinasi parameter viskositas, kandungan polimer, konsentrasi sel, suhu nosel, laju pengumpanan, dan pengikatan silang UV/ion. Model mengevaluasi target seperti kelangsungan hidup sel, kontinuitas filamen, porositas, dan adhesi lapisan, dan mengusulkan kandidat untuk iterasi berikutnya. Secara paralel, data gambar dan sensor ditangkap selama pencetakan untuk memperkirakan lebar garis, kekasaran, dan akurasi dimensi dalam waktu yang nyaris nyata. Dalam jangka panjang, loop kontrol tertutup direncanakan untuk mengkompensasi penyimpangan sebelum membahayakan integritas mekanis jaringan.
Untuk menerjemahkannya ke dalam desain dan klinik, para peneliti menggabungkan CAD-berbasis geometri dengan adaptasi topologi yang didukung simulasi. Hal ini memungkinkan ketebalan dan permeabilitas penyangga diukur untuk transportasi nutrisi dan penyebaran sel, sementara model material (misalnya, hidrogel viskoelastik) memperhitungkan deformasi lateral selama pengendapan. Langkah-langkah validasi meliputi uji kompresi dan creep, uji hidup/mati, dan protokol kultur jangka panjang untuk menilai kematangan fungsional dan perilaku degradasi.
Untuk praktik AM, pendekatan ini berarti siklus desain yang lebih pendek, penggabungan metrologi dan kontrol proses yang lebih ketat, dan kumpulan data yang kuat untuk dokumentasi dan persetujuan. Hal ini mendekatkan alur kerja medtech terintegrasi – yang secara konsisten memetakan segala sesuatu mulai dari formulasi bioink hingga pencetakan hingga pengujian standar.
