Gelatin Methacryloyl (GelMA)-Hydrogele werden aufgrund ihrer Biokompatibilität und anpassbaren mechanischen Eigenschaften häufig in biomedizinischen Anwendungen eingesetzt. Traditionelle Methoden zur Messung der Steifigkeit sind oft zerstörend, was die Echtzeitüberwachung kritischer Prozesse wie Quellung und Zellwachstum einschränkt. Hier wird die Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Sensorik verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von GelMA-Hydrogelen mit unterschiedlichen Konzentrationen und Funktionsgraden zu charakterisieren. GelMA-Proben wurden hergestellt und neben SAW-Messungen einer Kompressionstestung unterzogen, um die Steifigkeit über die Wellendämpfung zu bewerten. Während die Massebelastung die Wellenreflexion linear beeinflusst, ist die Wellendämpfung eine exponentielle Reaktion und der primäre Einflussfaktor bei Steifigkeitsmessungen, wobei die SAW-Sensorik eine höhere Reproduzierbarkeit als Kompressionstests zeigte. Dies weist auf eine verbesserte Zuverlässigkeit und Sensitivität bei der Messung dynamischer Eigenschaftsänderungen hin. Die Rayleigh-SAW-Technologie wurde erfolgreich bei 3D-Hydrogelanwendungen eingesetzt, wodurch die Echtzeitüberwachung des Zellverhaltens ermöglicht und Fortschritte in der Gewebezüchtung sowie anderen biomedizinischen Anwendungen unterstützt werden. Insgesamt bietet die SAW-Sensorik eine vielversprechende Alternative zu traditionellen mechanischen Tests und verbessert unsere Fähigkeit, komplexe biologische Systeme zu analysieren.
Stamp et al. (Sun,) untersuchten diese Fragestellung.