Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 30, no. 2, July-December 2026.
DOI: 10.46842/ipn.cien.v30n2a03
Systematic analysis of deposition modules in 3D bioprinting
Análisis sistemático de los módulos de deposición en bioimpresión 3D
Recibido 12/06/2026, aceptado 14/07/2026, publicado 01-08-2026.
Abstract
3D bioprinting requires deposition modules capable of transforming bioinks into reproducible, viable, and stable structures. This study presents a systematic review of scientific literature and patent documents related to deposition modules used in extrusion-based, inkjet, and laser-assisted bioprinting techniques. The methodology followed PRISMA guidelines adapted for technological analysis and included literature searches, document selection based on predefined criteria, and a patentometric analysis of patent applications and granted patents published between 2021 and 2025. Patentometric Representativeness (PR), defined as the proportion of patents associated with each technique relative to the total number of patents analysed, was used to identify innovation trends across different bioprinting technologies. In addition, the Deposition Error Index (DEI) was proposed as a technical metric to estimate the percentage deviation between the deposited dimension and the target dimension, thereby assessing the potential technical performance of deposition modules. The final sample included 32 patents: 18 related to extrusion-based bioprinting, 4 to inkjet bioprinting, and 10 to laser-assisted bioprinting. The PR analysis indicated the predominance of extrusion-based systems (56.3%), followed by laser-assisted bioprinting (31.3%) and inkjet technology (12.5%). The results show that recent innovation is focused on modular systems, coaxial nozzles, detachable printheads, ultrasound-assisted and magnetic field-assisted deposition, as well as hybrid bioprinting platforms. It can be concluded that the design of deposition modules should be evaluated not only in terms of resolution and cell compatibility, but also with respect to modularity, sterilization capability, inline monitoring and control, geometric fidelity, and integration with automatic feedback mechanisms.
Resumen
La bioimpresión 3D requiere que el módulo de deposición convierta la biotinta en estructuras reproducibles, viables y estables. Este trabajo presenta una revisión sistemática de literatura científica y patentes sobre módulos de deposición en técnicas de extrusión, inyección de tinta (inkjet) y bioimpresión asistida por láser. La metodología siguió los lineamientos PRISMA adaptados al análisis tecnológico. Incluyó búsqueda bibliográfica, selección según criterios definidos y análisis patentométrico de solicitudes y concesiones publicadas entre 2021 y 2025. Se utilizó la representatividad patentométrica (RP), que mide la proporción de patentes de cada técnica respecto del total, para identificar innovaciones por tipo de bioimpresión. Además, se propuso el Índice de Error de Deposición (IED), que calcula la desviación porcentual entre la dimensión depositada y la dimensión objetivo para evaluar el potencial técnico del módulo. La muestra final incluyó 32 patentes: 18 de extrusión, 4 de inkjet y 10 de láser. La RP indicó un predominio de la extrusión (56.3%), seguida de la bioimpresión asistida por láser (31.3%) y la tecnología inkjet (12.5%). Los resultados muestran que la innovación reciente se centra en sistemas modulares, boquillas coaxiales, cabezales desmontables, asistencia por ultrasonido o campo magnético y plataformas híbridas. Se puede concluir, que el diseño de módulos de deposición debe evaluarse no solo por su resolución o compatibilidad celular, sino también por su modularidad, esterilización, control en línea, fidelidad geométrica e integración con mecanismos de retroalimentación automática.
Index terms: 3D bioprinting, deposition modules, extrusion bioprinting,
inkjet bioprinting, laser-assisted bioprinting, patentometric analysis,
deposition error index (DEI), geometric fidelity, printhead.
Palabras clave: bioimpresión 3D, módulos de deposición, extrusión, inkjet,
láser, patentometría, error de deposición, fidelidad geométrica.
ISO 690 reference:
Cuenca Chávez, Mariana;
Zúñiga Avilés, Luis Adrián,
2026,
Systematic analysis of deposition modules in 3D bioprinting,
Científica, vol. 30, no. 2,
ISSN 2594-2921, e300203,
DOI: 10.46842/ipn.cien.v30n2a03
