وتدعم هذا العمل المؤسسة الوطنية للعلوم، غرانت رقم CBET-1236351 ومركز GW للكيميائيات الحيوية والهندسة الحيوية (COBRE).

في هذا العمل، يتم وضع نصف الكرة الأرضية البرولاطية المثبتة على الحائط، أي نموذج بوليب أضعاف الصوتية، على أرضية قسم الاختبار من نفق الرياح نوع الشفط مع نسبة انكماش 5:1. يتم التحقيق في فصل التدفق ثلاثي الأبعاد غير المستقر وتأثيره على تحميل ضغط الجدار باستخدام تصور تدفق النفط وقياسات ضغط الجدار وقياس جسيمات الصورة. يتم الحصول على قياسات الضغط غير المستقرة باستخدام محول ضغط المسح الضوئي لقناة ستة عشر مع مستشعرات الضغط الزوهرية. أجهزة استشعار الضغط لديها استجابة تردد 670 هرتز. صنابير الضغط الثابت التي شكلت من الأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ هي تدفق محمولة المنبع والمصب من نموذج بوليب أضعاف الصوتية لتسهيل قياسات الضغط السطحي وقصيرة السباكة إلى جهاز ضغط المسح الضوئي. لا يمكن الحصول على تصور تدفق النفط وقياسات الضغط السطحي في وقت واحد لأن النفط سوف يتدفق إلى صنابير الضغط مما يسبب القاذورات.
يوفر القسم التالي البروتوكول لإعداد والحصول على تصور فيلم النفط وقياسات الضغط السطحي حول جدار مثبت في نصف الكرة الأرضية. على الرغم من أن يتم الحصول على قياسات قياس معدل الجسيمات في المتوسط والوقت الذي تم حله، إلا أن اكتساب PIV غير مدرج في هذا البروتوكول. يقترح المؤلفون إشارات رافيل وآخرين. 36 وأدريان وWesterweel39 لفهم متعمق للإعداد التجريبي PIV ، والحصول على البيانات ، ومعالجة البيانات.
1. توليد Protuberance(أي نموذج بوليب)
<ol><li>بناء نموذج ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر (CAD) مع الهندسة المطلوبة. توليد نموذج بوليب أضعاف الصوتية كما نصف الكرة الأرضية prolate قياس 5.08 سم طويلة, 2.54 سم واسعة, و 1.27 سم طويل القامة. جبل قاعدة 2.54 سم مربع التي هي 0.64 سم سميكة إلى الجزء السفلي من نموذج بوليب أضعاف الصوتية. سيتم استخدام هذه القاعدة لترسيخ النموذج إلى أرضية قسم الاختبار.</li>
	<li>تصدير نموذج CAD ثلاثي الأبعاد كملف التصوير المجسم (STL). تنسيق ملف STL بإنشاء سطح النموذج كسلسلة من المثلثات. اختر دقة كافية لضمان سطح أملس على جهاز البوليب النموذجي. يوصى بحل ما لا يقل عن 600 نقطة/بوصة.</li>
	<li>تحميل ملف STL في البرنامج المناسب وطباعة ملف STL باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة أو prototyper السريع مع دقة طبقة بناء على الأقل 20 ميكرومتر.</li>
	<li>يبلغ قسم اختبار نفق الرياح حوالي 30.48 سم × 30.48 سم × 121.92 سم مع لوحة سفلي قابلة للإزالة كما هو موضح في الشكل 1. مطحنة حفرة مربعة 2.54 سم حوالي 0.85 سم في عمق نفق الرياح اختبار الكلمة لوحة قابلة للإزالة لتركيب نموذج بوليب أضعاف الصوتية للاختبار. يجب أن يكون الثقب موجودا في وسط عرض قسم الاختبار وأن يكون موجودا في الموقع النهائي المطلوب للاختبار.</li>
</ol>2. النفط تدفق التصور إعداد
<ol><li>من أجل إعداد قسم الاختبار، قم بتغطية سطح قسم الاختبار داخل نفق الرياح بورق لاصق أبيض. ضع بعناية وسلس ورقة لاصقة لضمان أن الكلمة قسم الاختبار لا يوجد لديه المطبات بسبب فقاعات الهواء أو التجاعيد في ورقة لاصقة. قطع ثقب في ورقة لاصقة فوق ثقب مربع في الطابق قسم الاختبار لمرساة البوليب نموذج لإرفاق جدار قسم الاختبار.</li>
	<li>إدراج protuberance (نموذج بوليب أضعاف الصوتية) في موقف مرساة للتحضير للاختبار. انظر الشكل 1.</li>
	<li>قم بتركيب كاميرا عالية الدقة فوق قسم اختبار نفق الرياح. ركز الكاميرا على مجال الرؤية المختار بما في ذلك نموذج البوليب ومنطقة قسم الاختبار المحيطة. تعيين معلمات اقتناء الكاميرا للاختبار. يجب استخدام إعداد الفيديو لالتقاط الجزء العابر من تصور تدفق الزيت أو إذا كانت التدفقات غير المستقرة أو النابضة ذات أهمية.</li>
	<li>إعداد تدفق التصور خليط النفط عن طريق الجمع بين زيت الطفل، مسحوق الحبر نسخة، والكيروسين في نسبة 7:1:2 من حيث الحجم. على سبيل المثال: الجمع بين 35 مل زيت الطفل، 5 مل مسحوق الحبر نسخة، و 10 مل الكيروسين. يخلط زيت الطفل ومسحوق الحبر معا في وعاء ويحرك حتى يذوب الحبر تماما. ثم يضاف الكيروسين ويخلط جيدا.</li>
	<li>نقل الخليط إلى زجاجة رذاذ لسهولة تطبيقها على سطح قسم الاختبار.</li>
</ol>3. قياسات التصور تدفق النفط
<ol><li>تنظيف وتجفيف سطح قسم الاختبار قبل كل تطبيق من خليط الزيت.</li>
	<li>استخدم زجاجة الرش المملوءة بخليط الزيت لرش طبقة رقيقة، وحتى طبقة من السوائل فوق الجزء المثير للاهتمام. طبقة رقيقة، حتى خليط النفط مهم لإنتاج صور التصور النفط الفيلم السليم.</li>
	<li>بدء الحصول على الصورة أو الفيديو على الكاميرا. ابدأ عملية اقتناء الكاميرا قبل تشغيل نفق الرياح من أجل التقاط حركة خليط الزيت العابرة الأولية.</li>
	<li>تعيين نفق الرياح الشفط إلى السرعة المطلوبة. سيبدأ خليط الزيت في التدفق على طول سطح قسم الاختبار.</li>
	<li>بمجرد توقف تدفق خليط الزيت ووصوله إلى حالة ثابتة(أي أن الأنماط ثابتة) ، أو عندما ينقضي الوقت المطلوب ، أوقف تسجيل الكاميرا وطاقة نفق الرياح. ملاحظة: يعرض الفيديو 1 خليط الزيت المتدفق حتى يتم الوصول إلى حالة ثابتة ويصبح نمط احتكاك الجلد ثابتا. في الفيديو يتحرك التدفق من اليسار إلى اليمين.</li>
</ol>4. إعداد قياس ضغط السطح
<ol><li>إعداد سطح الطابق قسم الاختبار (لوحة قابلة للإزالة) عن طريق حفر ثقوب لتركيب الأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ (0.16 سم القطر الخارجي و 2.54 سم طويلة) في الطابق قسم الاختبار لبناء صنابير الضغط ثابت. بدءا من خط الوسط لموضع المرساة في نصف الكرة الأرضية البرولاتي، حفر الثقوب على الشبكة التي تمتد 8.89 سم في اتجاه spanwise و 22.86 سم المصب مع 1.27 سم تباعد الشبكة سبانوايز و 2.54 سم تباعد الشبكة المصب (انظر الشكل 1). الأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ لديها انتفاخ على طرف واحد لإرفاق أنابيب مرنة ومباشرة على الطرف الآخر لتركيب. ملاحظة: يمكن وضع صنابير الضغط الثابتة على فترات أقرب للحصول على شبكة أفضل من مواقع اكتساب الضغط.</li>
	<li>جبل الأنابيب المحيطة موقف مرساة من الجدار شنت الفي نصف الكرة الأرضية prolate(أي نموذج بوليب أضعاف الصوتية) في التكوين المطلوب على أرضية قسم الاختبار للتحضير للاختبار. يجب تركيب الأنابيب مع أرضية قسم الاختبار.</li>
	<li>إرفاق قطعة من أنابيب مرنة قصيرة (6.35 سم طول, 0.159 سم القطر الداخلي, 0.475 سم القطر الخارجي أنابيب كلوريد البولي فينيل واضحة) من الأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ شنت إلى منافذ قياس محول ضغط المسح الضوئي. محول ضغط المسح يحتوي على ستة عشر منفذ ضغط.</li>
</ol>5. اكتساب قياس ضغط السطح
<ol><li>قم بتوصيل محول ضغط المسح الضوئي بجهاز كمبيوتر وتكوين معلمات الامتلاك باستخدام برنامج محول ضغط المسح الضوئي. تعيين برنامج الاستحواذ للحصول على البيانات عند 500 هرتز للمدة المرغوبة من الحصول على البيانات. ملاحظة: تم الحصول على البيانات بمعدل أخذ العينات الأقصى لمحول ضغط المسح الضوئي، 500 هرتز، بسبب اختلافات الضغط الصغيرة عند ترددات التذبذب المنخفضة.</li>
	<li>تعيين نفق الرياح الشفط إلى السرعة المطلوبة.</li>
	<li>بدء اكتساب قياس الضغط. يمكن الحصول على قياسات الضغط في وقت واحد مع أي تقنية تشخيص التدفق المطلوب (على سبيل المثال PIV ، الليزر دوبلر شقائق النعمان ، قياس الأناموميتريا الأسلاك الساخنة ، الخ)</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hirano, M., Kakita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cover-body theory of vocal fold vibration. Speech science--recent advances. , 1-46 (1985).</li><li>Gray, S. D., Titze, I. R., Alipour, F., Hammond, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+and+histologic+observations+of+vocal+fold+fibrous+proteins.">Biomechanical and histologic observations of vocal fold fibrous proteins.</a> Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 109 (1), 77-85 (2000).</li><li>Titze, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physics+of+small-amplitude+oscillation+of+the+vocal+fold.">The physics of small-amplitude oscillation of the vocal fold.</a> J. Acoustic. Soc. Am. 83 (4), 1536-1552 (1988).</li><li>Boessenecker, A., Berry, D. A., Lohscheller, J., Eysholdt, U., D&#246;llinger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mucosal+wave+properties+of+a+human+vocal+fold.">Mucosal wave properties of a human vocal fold.</a> Acta Acustica. 93 (5), 815-823 (2007).</li><li>Shaw, H. S., Deliyski, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mucosal+wave:+a+normophonic+study+across+visualization+techniques.">Mucosal wave: a normophonic study across visualization techniques.</a> J. Voice. 22 (1), 23-33 (2008).</li><li>Krausert, C. R., Olszewski, A. E., Taylor, L. N., McMurray, J. S., Dailey, S. H., Jiang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mucosal+wave+measurement+and+visualization+techniques.">Mucosal wave measurement and visualization techniques.</a> J. Voice. 25 (4), 395-405 (2010).</li><li>Fant, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+Theory+of+Speech+Production.">Acoustic Theory of Speech Production.</a> Mouton and Co. N. V.: The Hague. , 15-79 (1960).</li><li>Wegel, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+vibration+of+the+larynx.">Theory of vibration of the larynx.</a> J. Acoustic. Soc. Am. 1, 1-21 (1930).</li><li>Den Berg, J. V. a. n., Zantema, J. T., Doornenbal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+air+resistance+and+the+Bernoulli+effect+of+the+human+larynx.">On the air resistance and the Bernoulli effect of the human larynx.</a> J. Acoustic. Soc. Am. 29 (5), 626-631 (1957).</li><li>Scherer, R. C., Shinwari, D., De Witt, K. J., Zhang, C., Kucinschi, B. R., Afjeh, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraglottal+pressure+profiles+for+a+symmetric+and+oblique+glottis+with+a+divergence+angle+of+10+degrees.">Intraglottal pressure profiles for a symmetric and oblique glottis with a divergence angle of 10 degrees.</a> TJ. Acoustic. Soc. Am. 109 (4), 1616-1630 (2001).</li><li>Thomson, S. L., Mongeau, L., Frankel, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerodynamic+transfer+of+energy+to+the+vocal+folds.">Aerodynamic transfer of energy to the vocal folds.</a> TJ. Acoustic. Soc. Am. 118 (3), 1689-1700 (2005).</li><li>Erath, B. D., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+asymmetric+flow+features+in+a+scaled-up+driven+model+of+the+human+vocal+folds.">An investigation of asymmetric flow features in a scaled-up driven model of the human vocal folds.</a> Exp. Fluids. 49 (1), 131-146 (2010).</li><li>Petrovi&#263;-Lazi&#263;, M., Kosanovi&#263;, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+analysis+findings+in+patients+with+vocal+fold+polyp.">Acoustic analysis findings in patients with vocal fold polyp.</a> Acta Med. Saliniana. 38 (2), 63-66 (2009).</li><li>Erath, B. D., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+laryngeal+flow+fields+induced+by+a+model+vocal+fold+polyp.">Three-dimensional laryngeal flow fields induced by a model vocal fold polyp.</a> Int. J. Heat Fluid Flow. 35, 93-101 (2012).</li><li>Acarlar, M. S., Smith, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+hairpin+vortices+in+a+laminar+boundary+layer.+Part+1.+Hairpin+vortices+generated+by+a+hemisphere+protuberance.">A study of hairpin vortices in a laminar boundary layer. Part 1. Hairpin vortices generated by a hemisphere protuberance.</a> J. Fluid Mech. 175, 1-41 (1987).</li><li>Kawanisi, K., Maghrebi, M. F., Yokosi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+instantaneous+3-D+analysis+of+turbulent+flow+in+the+wake+of+a+hemisphere.">An instantaneous 3-D analysis of turbulent flow in the wake of a hemisphere.</a> Boundary-Layer Meteorol. 64, 1-14 (1992).</li><li>Savory, E., Toy, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemisphere+and+hemisphere-cylinders+in+turbulent+boundary+layers.">Hemisphere and hemisphere-cylinders in turbulent boundary layers.</a> J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 23, 345-364 (1986).</li><li>Tamai, N., Asaeda, T., Tanaka, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vortex+structures+around+a+hemispheric+hump.">Vortex structures around a hemispheric hump.</a> Boundary-Layer Meteorol. 39, 301-314 (1987).</li><li>Savory, E., Toy, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+separated+shear+layers+associated+with+hemispherical+bodies+in+turbulent+boyndary+layers.">The separated shear layers associated with hemispherical bodies in turbulent boyndary layers.</a> J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 28, 291-300 (1988).</li><li>Ogawa, T., Nakayama, M., Murayama, S., Sasaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+wind+pressures+on+basic+structures+with+curved+surfaces+and+their+response+in+turbulent+flow.">Characteristics of wind pressures on basic structures with curved surfaces and their response in turbulent flow.</a> J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 38, 427-438 (1991).</li><li>Manhart, M., Wengle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-eddy+simulation+of+turbulent+bounday+layer+flow+over+a+hemisphere.">Large-eddy simulation of turbulent bounday layer flow over a hemisphere.</a> Direct and Large-Eddy Simulation I: Selected papers from the First ERCOFTAC Workshop on Direct and Large-Eddy Simulation. , 299-301 (1994).</li><li>Manhart, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vortex+shedding+from+a+hemisphere+in+a+turbulent+boundary+layer.">Vortex shedding from a hemisphere in a turbulent boundary layer.</a> Theor. Comp. Fluid Dyn. 12, 1-28 (1998).</li><li>Meroney, R. N., Letchford, C. W., Sarkar, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+numerical+and+wind+tunnel+simulation+of+wind+loads+on+smooth,+rough+and+dual+domes+immersed+in+a+boundary+layer.">Comparison of numerical and wind tunnel simulation of wind loads on smooth, rough and dual domes immersed in a boundary layer.</a> Wind Struct. 5 (2-4), 347-358 (2002).</li><li>Hunt, J. C. R., Abell, C. J., Peterka, J. A., Woo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematical+studies+of+the+flows+around+free+or+surface-mounted+obstacles;+applying+topology+to+flow+visualization.">Kinematical studies of the flows around free or surface-mounted obstacles; applying topology to flow visualization.</a> J. Fluid Mech. 86 (01), 179 (2006).</li><li>Legendre, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lignes+de+courant+d'un+ecoulement+permanent:+decollement+et+separation.">Lignes de courant d'un ecoulement permanent: decollement et separation.</a> La Recherche A&#233;rospatiale. 6, 327-335 (1977).</li><li>Merzkirch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+Surface+Flow.">Visualization of Surface Flow.</a> Flow Visual. , 82-89 (1987).</li><li>Simpson, R. L., Long, C. H. H., Byun, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+vortical+separation+from+an+axisymmetric+hill.">Study of vortical separation from an axisymmetric hill.</a> Int. J. Heat Fluid Flow. 23 (5), 582-591 (2002).</li><li>Byun, G., Simpson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-pressure+fluctuations+from+separated+flow+over+an+axisymmetric+bump.">Surface-pressure fluctuations from separated flow over an axisymmetric bump.</a> Am. Inst. Aeronaut. Astronaut. J. 48 (10), 2397-2405 (2010).</li><li>Martinuzzi, R., Tropea, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+flow+around+surface-mounted,+prismatic+obstacles+placed+in+a+fully+developed+channel+flow.">The flow around surface-mounted, prismatic obstacles placed in a fully developed channel flow.</a> J. Fluids Eng. 115, 85-92 (1993).</li><li>R&#246;diger, T., Knauss, H., Gaisbauer, U., Kr&#228;mer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure+and+heat+flux+measurements+on+the+surface+of+a+low-aspect-ratio+circular+cylinder+mounted+on+a+ground+plate.">Pressure and heat flux measurements on the surface of a low-aspect-ratio circular cylinder mounted on a ground plate.</a> New Results Num. Exp. Fluid Mech. VI. , 121-128 (2007).</li><li>Martinuzzi, R., AbuOmar, M., Savory, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+of+the+wall+pressure+field+around+surface-mounted+pyramids+and+other+bluff+bodies.">Scaling of the wall pressure field around surface-mounted pyramids and other bluff bodies.</a> J. Fluids Eng. 129, 1147-1156 (2007).</li><li>Taniguchi, S., Sakamoto, H., Kiya, M., Arie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-averaged+aerodynamic+forces+acting+on+a+hemisphere+immersed+in+a+turbulent+boundary.">Time-averaged aerodynamic forces acting on a hemisphere immersed in a turbulent boundary.</a> J. Wind Eng. Indust. Aerodyn. 9, 257-273 (1982).</li><li>Triep, M., Br&#252;cker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+nature+of+the+glottal+jet.">Three-dimensional nature of the glottal jet.</a> The Journal of the Acoustic. Soc. Am. 127 (3), 1537-1547 (2010).</li><li>Khosla, S., Murugappan, S., Paniello, R., Ying, J., Gutmark, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+vortices+in+voice+production:+normal+versus+asymmetric+tension.">Role of vortices in voice production: normal versus asymmetric tension.</a> Laryngoscope. 119 (1), 216-221 (2009).</li><li>Drechsel, J. S., Thomson, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+supraglottal+structures+on+the+glottal+jet+exiting+a+two-layer+synthetic,+self-oscillating+vocal+fold+model.">Influence of supraglottal structures on the glottal jet exiting a two-layer synthetic, self-oscillating vocal fold model.</a> The Journal of the Acoustical Society of America. 123 (6), 4434-4445 (2008).</li><li>Raffel, M., Willert, C., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle Image Velocimetry: A Practical Guide. , (1998).</li><li>Neubauer, J., Zhang, Z., Miraghaie, R., Berry, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+structures+of+the+near+field+flow+in+a+self-oscillating+physical+model+of+the+vocal+folds.">Coherent structures of the near field flow in a self-oscillating physical model of the vocal folds.</a> J. Acoustic. Soc. Am. 121 (2), 1102-1118 (2007).</li><li>Krebs, F., Silva, F., Sciamarella, D., Artana, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+study+of+the+glottal+jet.">A three-dimensional study of the glottal jet.</a> Exp. Fluids. 52 (5), 1133-1147 (2011).</li><li>Adrian, R. J., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry. 30, (2010).</li><li>Tobak, M., Peake, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topology+of+three-dimensional+separated+flows.">Topology of three-dimensional separated flows.</a> Ann. Rev. Fluid Mech. 14, 61-85 (1982).</li><li>Zhang, Y., Jiang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Spatiotemporal+Chaos+Induced+by+a+Polypoid+Mass+in+the+Excised+Canine+Larynx.">Asymmetric Spatiotemporal Chaos Induced by a Polypoid Mass in the Excised Canine Larynx.</a> Chaos. 18, 43102 (2008).</li><li>D&#233;lery, J. M., Jean, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delery+Toward+the+elucidation+of+three-dimensional+separation.">Delery Toward the elucidation of three-dimensional separation.</a> Ann. Rev. Fluid Mech. 33, 129-154 (2001).</li></ol>

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

فهم تشكيل وانتشار الهياكل vortical من protuberance هندسية وتأثيرها اللاحق على التحميلات الهوائية التي تدفع ديناميات أضعاف الصوتية، أمر ضروري لتوفير البصيرة والنماذج من أجل النهوض بمعالجة الاورام الحميدة أضعاف الصوتية والعقيدات. ومن المتوقع أن الاختلافات في التحميلات الهوائية الناجمة عن نموذج ب?...

الطيات الصوتية هي شريطان من الأنسجة التي تمتد عبر مجرى الهواء الصوتي. يتم إنتاج الكلام المعرب عنه عندما يتم تحقيق ضغط الرئة الحرجة، مما اضطر الهواء من خلال طيات الصوتية adducted. تتكون الطيات الصوتية من طبقات عديدة من الأنسجة وغالبا ما يتم تمثيلها بنظام مبسط من طبقتين لتغطية الجسم1. المصفوفة خارج الخلية، والتي تشكل غالبية طبقة الغطاء، وتتكون من الكولاجين وألياف الإيلاستين، وتوفير خصائص الإجهاد الإجهاد غير الخطية، والتي هي مهمة للحركة السليمة للطيات الصوتية1،2. القوى الهوائية نقل الطاقة إلى أنسجة طيات الصوتية وتثير التذبذبات الذاتية3. كما تتذبذب طيات الصوتية، وفتح بينهما، ويشار إليها باسم glottis، يشكل فتحة متفاوتة زمنيا أن ينتقل من متقاربة إلى موحدة ومن ثم إلى مرور متباينة قبل إغلاق وتكرار دورة4،6. ترددات الاهتزاز للكلام العادي تمتد عادة 100-220 هرتز في الذكور والإناث على التوالي، وخلق حقل تدفق النابض الذي يمر عبر glottis7. وقد درست عملية تبادل الطاقة بنية السوائل للكلام العادي على نطاق واسع8-12; ومع ذلك ، فإن تعطيل هذه العملية لبعض الأمراض غير مفهوم جيدا. يمكن أن تؤدي الظروف المرضية للطيات الصوتية إلى تغييرات جذرية في ديناميكياتها وتؤثر على القدرة على توليد الكلام المعرب عنه.
الاورام الحميدة والعقيدات هي تشوهات هندسية تتشكل على السطح الوسطي للطيات الصوتية. هذه التشوهات يمكن أن تؤثر على قدرة المريض على التواصل13. ومع ذلك، إلا في الآونة الأخيرة قد اضطراب في مجال التدفق بسبب protuberance هندسية مثل ورم اعتبر14. وأظهرت تلك الدراسة أن عملية تبادل الطاقة "العادية" ذات الهيكل السائل للكلام قد تغيرت بشكل كبير، وأن تعديل مجال التدفق كان السبب الأكثر احتمالا للتدهور الشديد للجودة الصوتية لدى المرضى الذين يعانون من الاورام الحميدة والعقيدات. ولم يتم الانتهاء من فهم شامل لهياكل التدفق الناتجة عن فصل التدفق ثلاثي الأبعاد عن ورم في التدفق النابض. إن توليد وانتشار الهياكل الهضمية من ورم ، وتأثيرها اللاحق على التحميلات الهوائية التي تدفع ديناميكيات الطي الصوتي هو عنصر حاسم ضروري لتعزيز المعالجة الجراحية للاورام الحميدة في المرضى.
في حين تم التحقيق في فصل التدفق من جدار مثبت في نصف الكرة الأرضية في تدفق ثابت15-23، من المستغرب ، هناك القليل من المعلومات المتعلقة بفصل التدفق ثلاثي الأبعاد غير المستقر عن نصف الكرة الأرضية على جدار يخضع لظروف التدفق النابض أو غير المستقر كما هو موجود في الكلام. قدم العمل الأساسي ل Acarlar و Smith15 تحليلا للهياكل المتماسكة ثلاثية الأبعاد الناتجة عن التدفق المطرد فوق جدار مثبت في نصف الكرة الأرضية داخل طبقة حدود صفح. حدد أكارلار وسميث نوعين من الهياكل الهجائية. تشكلت دوامة حدوة حصان دائمة في المنبع من نتوء نصف الكرة الأرضية وامتدت إلى المصب من protuberance على كلا الجانبين. بالإضافة إلى ذلك ، تم إلقاء دوامات دبوس الشعر بشكل دوري من نصف الكرة الأرضية المثبت على الحائط في أعقابه. تم التحقيق في الحركة المعقدة والتقدم من دوامات دبوس الشعر ووصفها بالتفصيل.
وقد درس التدفق فوق تلة محورية محيطة بسلاسة في السابق حيث تم الحصول على كل من قياسات الضغط الثابت السطحي وتصور زيت السطح على ومصب النتوء داخل تدفق القص المضطرب. تقنيات النفط فيلم تمكين التصور من خطوط الاحتكاك الجلد، والمناطق عالية ومنخفضة السرعة، ونقاط الفصل والتعلق داخل تدفق السطح، ومفيدة للتحقيق في أعقاب كائن محمولة على الحائط. لهذه التقنية، سطح الاهتمام هو المغلفة مع فيلم رقيقة من النفط قاعدة ومسحوق الصباغ غرامة(أي lampblack، مسحوق الجرافيت، أو ثاني أكسيد التيتانيوم) خليط. في ظروف التدفق المطلوبة ، تتسبب القوى الاحتكاكية في تحرك الزيت على طول السطح مما يتسبب في ترسب مسحوق الصباغ في الشرائط. نقاط الحرجة أو التفرد، والمواقع التي يكون فيها الإجهاد القص هو صفر أو اثنين أو أكثر من مكونات السرعة المتوسطة هي صفر، يمكن تصنيفها من نمط خط الاحتكاك الجلد الناتجة كنقاط السرج أو نقاطالعقدة 24-26.
بالنسبة لهندسة التل ، لم يتم العثور على تفرد ناجم عن الانفصال في المنبع ؛ ويعزى هذا إلى كفاف تصاعدي بسلاسة من عثرة، والتي لم تولد الانحدار الضغط السلبي الذي يحدث مع بروتوبرانس نصف الكرة الأرضية. وبالتالي ، تم العثور على تدفق لتسريع حتى ذروة عثرة وبعد ذلك ، غير مستقر السرج التركيز نقاط الفصل وضعت بعد فترة وجيزة من خط الوسط عثرة ، كما هو متوقع من تشكيل دوامة دبوس الشعر2728. في دراسة باستخدام تقنيات تجريبية مماثلة مع هندسة مختلفة محمولة على الحائط ، وعرض تصور النفط فيلم حول مكعب محمولة على السطح في تدفق ثابت التي يؤديها مارتينوزي وS tropea29 خطين الاحتكاك الجلد واضحة المنبع من الكائن. يتوافق خط احتكاك الجلد الأول مع خط الفصل الأساسي الناجم عن تدرج الضغط السلبي وخط احتكاك الجلد الثاني الذي يمثل الموقع المتوسط زمنيا لدوامة حدوة الحصان. وأظهرت قياسات الضغط السطحي التي أجريت في المنبع من الجسم الحد الأدنى المحلي على طول خط دوامة حدوة الحصان والحد الأقصى للضغط المحلي بين الفصل الأساسي وخطوط دوامة حدوة الحصان. تتشكل خطوط فصل المنبع مماثلة مع غيرها من الأشكال الهندسية المثبتة على السطح بما في ذلك اسطوانة دائرية، الهرم، ومخروط29-31. عرض التصور السطحي المصب للكائنات المثبتة على الحائط عادة بؤرتين بسبب منطقة إعادة التدوير خلف الكائن30. يتم إنشاء دوامتين في مواقع بؤر وتتوافق مع "قوس من نوع" أو دوامة دبوس الشعر ينظر في أعقاب نصف الكرة الأرضية المثبتة على الحائط32.
وقد استخدمت سابقا velocimetry صورة الجسيمات (PIV) لدراسة تدفق المصب من نماذج أضعاف الصوتيةالاصطناعية 33-35. PIV هو تقنية التصور غير الباضعة التي تتدفق الصور حركة الجسيمات التتبع داخل طائرة في لالتقاط ديناميات السوائل الصدغية ملعقة36. وقد درست هياكل متماسكة ثلاثية الأبعاد التي تشكل المصب من طيات الصوتية المتذبذبة من قبل Neubauer وآخرون. 37; ولوحظ توليد الدوامة الحمل الحراري والرفرفة النفاثة. في الآونة الأخيرة، كريبس وآخرون. 38 درس ثلاثي الأبعاد للطائرة glottal باستخدام PIV مجسمة والنتائج تظهر تبديل محور النفاثة glottal. حقق إيراث وبلزنياك14 في تأثير نموذج بوليب أضعاف الصوتية على سطح وسيط من 7.5 مرات تحجيم متابعة نموذج أضعاف الصوتية مدفوعة ديناميكيا. تشكلت منطقة إعادة تدوير المصب من البوليب وتأثرت ديناميات النفاثة طوال الدورة الصوتية. الدراسات السابقة، باستثناء دراسة متعددة أضعاف الصوتية مدفوعة من قبل إيراث وبليسنياك14،لم تستكشف ديناميات السوائل الناجمة عن بوليب أضعاف الصوتية الوسيطة أو العقيدات.
من المهم فهم التأثير الديناميكي للسائل من البوليب النموذجي داخل حقول التدفق الثابتة والنبضية قبل تضمين التعقيد الإضافي للجدران المتحركة للطية الصوتية ، وتدرجات الضغط المستحثة ، والحجم الهندسي المحصور وغيرها من التعقيدات. ويركز العمل الحالي على توقيع هياكل التدفق على الجدار السفلي في ظل ظروف تدفق ثابتة وغير مستقرة على حد سواء. التفاعلات بين الهياكل vortical التي يتم تسليطها من نتوء وجدار المصب هو ذات أهمية كبيرة للتحقيق في الاورام الحميدة أضعاف الصوتية، فضلا عن الاعتبارات البيولوجية الأخرى، وهذه التفاعلات تثير استجابة بيولوجية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="699">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:216px;">Rapid Prototyper</td>
			<td style="width:139px;">Objet</td>
			<td style="width:119px;">Objet24</td>
			<td style="width:227px;">Tray Size (X&#215;Y&#215;Z): 240 &#215; 200 &#215; 150 mm 
			Build layer thickness =&#160; 28 &#181;m&#160; 
			Accuracy = 0.1 mm 
			Build Resolution: X-axis: 600 dpi, Y-axis: 600 dpi, Z-axis: 900 dpi</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rapid Prototyper Model Material</td>
			<td style="width:139px;">Objet</td>
			<td style="width:119px;">VeroWhite Plus Fullcure 835</td>
			<td style="width:227px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rapid Prototyper Support Material</td>
			<td style="width:139px;">Objet</td>
			<td style="width:119px;">FullCure 705 Support</td>
			<td style="width:227px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Copy Toner</td>
			<td style="width:139px;">Xerox</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:227px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Kerosene</td>
			<td style="width:139px;">Sunnyside</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:227px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Baby Oil</td>
			<td style="width:139px;">Johnson&#39;s</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:227px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Adhesive Paper</td>
			<td style="width:139px;">Con-Tact Brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:227px;">White adhesive covering</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tygon Tubing</td>
			<td style="width:139px;">Tygon</td>
			<td style="width:119px;">PVC Tubing</td>
			<td style="width:227px;">1/16&#34; ID, 3/16&#34;OD</td>
		</tr>
		<tr height="151">
			<td height="151" style="height:151px;width:216px;">Pressure Scanner (16 channel)</td>
			<td style="width:139px;">Scanivalve</td>
			<td style="width:119px;">DSA3217</td>
			<td style="width:227px;">Used for gas pressure measurements 
			Pressure range = +/- 5&#34; H2O 
			Full scale accuracy = +/-0.3% full scale accuracy.&#160; 
			Maximum scan rate = 500 Hz/channel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stainless Steel Tubulations</td>
			<td style="width:139px;">Scanivalve</td>
			<td style="width:119px;">TUBN-063-1.0</td>
			<td style="width:227px;">0.063&#34; Diameter and 1&#34; Length</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating the three-dimensional flow separation induced by a model vocal fold polyp

تمت دراسة عملية تبادل الطاقة ذات الهيكل السائل للكلام العادي على نطاق واسع ، ولكنها ليست مفهومة جيدا للحالات المرضية. يمكن أن تعطل الاورام الحميدة والعقيدات ، وهي تشوهات هندسية تتشكل على السطح الوسطي للطيات الصوتية ، ديناميات الطي الصوتي وبالتالي يمكن أن يكون لها عواقب مدمرة على قدرة المريض على التواصل. أبلغ مختبرنا عن قياسات قياس معدل الجسيمات (PIV) ، ضمن تحقيق في نموذج متعدد الأضلاع يقع على السطح الوسطي لنموذج أضعاف صوتي مدفوع في المختبر ، والذي يظهر أن مثل هذا الشذوذ الهندسي يعطل إلى حد كبير سلوك النفاثة الجلوتال. هذا التكيف حقل التدفق هو سبب محتمل للتدهور الشديد للجودة الصوتية في المرضى الذين يعانون من الاورام الحميدة. من الضروري فهم أكثر اكتمالا لتشكيل وانتشار الهياكل الهضمية من نتوء هندسي ، مثل متعدد الأضلاع الصوتي ، والتأثير الناتج على التحميلات الهوائية التي تدفع ديناميكيات الطي الصوتي ، لتعزيز علاج هذه الحالة المرضية. ويتعلق هذا التحقيق بفصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن نصف كروي برولات مثبت على الحائط بنسبة عرض إلى ارتفاع 2:1 في التدفق العرضي، أي نموذج بوليب أضعاف صوتية، باستخدام تقنية تصور فيلم النفط. يتم فحص فصل التدفق ثلاثي الأبعاد غير المستقر وتأثيره على تحميل ضغط الجدار باستخدام تصور خط احتكاك الجلد وقياسات ضغط الجدار.

وقد أظهرت الأعمال السابقة باستخدام 7.5 مرات زيادة نموذج أضعاف الصوتية مدفوعة ديناميكيا أن وجود protuberance هندسية، نموذج بوليب أضعاف الصوتية، يعطل الديناميات العادية للطائرة glottal طوال دورة الصوتية. يتم عرض النتائج التمثيلية من دراسة نموذج أضعاف الصوتية مدفوعة السابقة في الشكل 2 و...

Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp at JoVE.com

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

يمكن أن تعطل الاورام الحميدة أضعاف الصوتية ديناميات أضعاف الصوتية، وبالتالي يمكن أن يكون لها عواقب مدمرة على قدرة المريض على التواصل. يتم فحص فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن البوليب نموذج محمول على الحائط وتأثيره على تحميل ضغط الجدار باستخدام قياس جسيمات الصورة، وتصور خط الاحتكاك الجلد، وقياسات ضغط الجدار.

التحقيق في فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن نموذج بوليب أضعاف الصوتية

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

investigating-three-dimensional-flow-separation-induced-model-vocal

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.4K Views.  The George Washington University. يمكن أن تعطل الاورام الحميدة أضعاف الصوتية ديناميات أضعاف الصوتية، وبالتالي يمكن أن يكون لها عواقب مدمرة على قدرة المريض على التواصل. يتم فحص فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن البوليب نموذج محمول على الحائط وتأثيره على تحميل ضغط الجدار باستخدام قياس جسيمات ال...

Video: Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The Three-Dimensional Human Skin Reconstruct Model: a Tool to Study Normal  Skin and Melanoma Progression

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells behave differently when they are grown within a 3D extra-cellular matrix and also interact with other cells (1-5). Mouse models have been broadly utilized to study tissue morphogenesis in vivo. However mouse and human skin have significant differences in cellular architecture and physiology, which makes it difficult to extrapolate mouse studies to humans. Since melanocytes in mouse skin are mostly localized in hair follicles, they have distinct biological properties from those of humans, which locate primarily at the basal layer of the epidermis. The recent development of 3D human skin reconstruct models has enabled the field to investigate cell-matrix and cell-cell interactions between different cell types. The reconstructs consist of a "dermis" with fibroblasts embedded in a collagen I matrix, an "epidermis", which is comprised of stratified, differentiated keratinocytes and a functional basement membrane, which separates epidermis from dermis. Collagen provides scaffolding, nutrient delivery, and potential for cell-to-cell interaction. The 3D skin models incorporating melanocytic cells recapitulate natural features of melanocyte homeostasis and melanoma progression in human skin. As in vivo, melanocytes in reconstructed skin are localized at the basement membrane interspersed with basal layer keratinocytes. Melanoma cells exhibit the same characteristics reflecting the original tumor stage (RGP, VGP and metastatic melanoma cells) in vivo. Recently, dermal stem cells have been identified in the human dermis (6). These multi-potent stem cells can migrate to the epidermis and differentiate to melanocytes.

In this report, we describe the three-dimensional skin reconstruct model which mimics human skin in architecture and composition. Melanocyte physiology, melanoma progression and the fate of dermal stem cells have been investigated using the skin reconstruct model. The model is also useful as a preclinical tool for drug assessment.

الجلد ثلاثي الأبعاد إعادة بناء الإنسان النموذجي : أداة لدراسة بشرة العادية والتقدم الميلانوما

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical devices1-3. In this paper, we focus on one- (1D), two- (2D), and three-dimensional (3D) printing of conductive metallic inks in the form of flexible, stretchable, and spanning microelectrodes.
Direct-write assembly4,5 is a 1-to-3D printing technique that enables the fabrication of features ranging from simple lines to complex structures by the deposition of concentrated inks through fine nozzles (~0.1 - 250 &mu;m). This printing method consists of a computer-controlled 3-axis translation stage, an ink reservoir and nozzle, and 10x telescopic lens for visualization. Unlike inkjet printing, a droplet-based process, direct-write assembly involves the extrusion of ink filaments either in- or out-of-plane. The printed filaments typically conform to the nozzle size. Hence, microscale features (&lt; 1 &mu;m) can be patterned and assembled into larger arrays and multidimensional architectures.
In this paper, we first synthesize a highly concentrated silver nanoparticle ink for planar and 3D printing via direct-write assembly. Next, a standard protocol for printing microelectrodes in multidimensional motifs is demonstrated. Finally, applications of printed microelectrodes for electrically small antennas, solar cells, and light-emitting diodes are highlighted.

Planar and three-dimensional printing of conductive metallic inks is described. Our approach provides new avenues for fabricating printed electronic, optoelectronic, and biomedical devices in unusual layouts at the microscale.

مستو وثلاثي الابعاد من أحبار الطباعة موصل

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Synthetic, Multi-Layer, Self-Oscillating Vocal Fold Model Fabrication

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing material properties 1. Normal voice production relies on healthy tissue and vocal folds, and occurs as a result of complex coupling between aerodynamic, structural dynamic, and acoustic physical phenomena. Voice disorders affect up to 7.5 million annually in the United States alone 2 and often result in significant financial, social, and other quality-of-life difficulties. Understanding the physics of voice production has the potential to significantly benefit voice care, including clinical prevention, diagnosis, and treatment of voice disorders.
Existing methods for studying voice production include in vivo experimentation using human and animal subjects, in vitro experimentation using excised larynges and synthetic models, and computational modeling. Owing to hazardous and difficult instrument access, in vivo experiments are severely limited in scope. Excised larynx experiments have the benefit of anatomical and some physiological realism, but parametric studies involving geometric and material property variables are limited. Further, they are typically only able to be vibrated for relatively short periods of time (typically on the order of minutes).
Overcoming some of the limitations of excised larynx experiments, synthetic vocal fold models are emerging as a complementary tool for studying voice production. Synthetic models can be fabricated with systematic changes to geometry and material properties, allowing for the study of healthy and unhealthy human phonatory aerodynamics, structural dynamics, and acoustics. For example, they have been used to study left-right vocal fold asymmetry 3,4, clinical instrument development 5, laryngeal aerodynamics 6-9, vocal fold contact pressure 10, and subglottal acoustics 11 (a more comprehensive list can be found in Kniesburges et al. 12)
Existing synthetic vocal fold models, however, have either been homogenous (one-layer models) or have been fabricated using two materials of differing stiffness (two-layer models). This approach does not allow for representation of the actual multi-layer structure of the human vocal folds 1 that plays a central role in governing vocal fold flow-induced vibratory response. Consequently, one- and two-layer synthetic vocal fold models have exhibited disadvantages 3,6,8 such as higher onset pressures than what are typical for human phonation (onset pressure is the minimum lung pressure required to initiate vibration), unnaturally large inferior-superior motion, and lack of a "mucosal wave" (a vertically-traveling wave that is characteristic of healthy human vocal fold vibration).
In this paper, fabrication of a model with multiple layers of differing material properties is described. The model layers simulate the multi-layer structure of the human vocal folds, including epithelium, superficial lamina propria (SLP), intermediate and deep lamina propria (i.e., ligament; a fiber is included for anterior-posterior stiffness), and muscle (i.e., body) layers 1. Results are included that show that the model exhibits improved vibratory characteristics over prior one- and two-layer synthetic models, including onset pressure closer to human onset pressure, reduced inferior-superior motion, and evidence of a mucosal wave.

The methodology for fabricating synthetic vocal fold models is described. The models are life-sized and mimic the multi-layer structure of the human vocal folds. Results show the models to self-oscillate at pressures comparable to lung pressure and demonstrate flow-induced vibratory responses that are similar to those of human vocal folds.

الاصطناعية ، ومتعدد الطبقات ، الذاتي تتأرجح صوتي تصنيع الغطاء النموذجي

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing ...

Three-dimensional Cell Culture Model for Measuring the Effects of Interstitial Fluid Flow on Tumor Cell Invasion

The growth and progression of most solid tumors depend on the initial transformation of the cancer cells and their response to stroma-associated signaling in the tumor microenvironment 1. Previously, research on the tumor microenvironment has focused primarily on tumor-stromal interactions 1-2. However, the tumor microenvironment also includes a variety of biophysical forces, whose effects remain poorly understood. These forces are biomechanical consequences of tumor growth that lead to changes in gene expression, cell division, differentiation and invasion3. Matrix density 4, stiffness 5-6, and structure 6-7, interstitial fluid pressure 8, and interstitial fluid flow 8 are all altered during cancer progression.
Interstitial fluid flow in particular is higher in tumors compared to normal tissues 8-10. The estimated interstitial fluid flow velocities were measured and found to be in the range of 0.1-3 &mu;m s-1, depending on tumor size and differentiation 9, 11. This is due to elevated interstitial fluid pressure caused by tumor-induced angiogenesis and increased vascular permeability 12. Interstitial fluid flow has been shown to increase invasion of cancer cells 13-14, vascular fibroblasts and smooth muscle cells 15. This invasion may be due to autologous chemotactic gradients created around cells in 3-D 16 or increased matrix metalloproteinase (MMP) expression 15, chemokine secretion and cell adhesion molecule expression 17. However, the mechanism by which cells sense fluid flow is not well understood. In addition to altering tumor cell behavior, interstitial fluid flow modulates the activity of other cells in the tumor microenvironment. It is associated with (a) driving differentiation of fibroblasts into tumor-promoting myofibroblasts 18, (b) transporting of antigens and other soluble factors to lymph nodes 19, and (c) modulating lymphatic endothelial cell morphogenesis 20.
The technique presented here imposes interstitial fluid flow on cells in vitro and quantifies its effects on invasion (Figure 1). This method has been published in multiple studies to measure the effects of fluid flow on stromal and cancer cell invasion 13-15, 17. By changing the matrix composition, cell type, and cell concentration, this method can be applied to other diseases and physiological systems to study the effects of interstitial flow on cellular processes such as invasion, differentiation, proliferation, and gene expression.

Interstitial fluid flow is elevated in solid tumors and can modulate tumor cell invasion. Here we describe a technique to apply interstitial fluid flow to cells embedded in a matrix and then measure its effects on cell invasion. This technique can be easily adapted to study other systems.

نموذج ثلاثي الأبعاد للخلية ثقافة قياس آثار تدفق السائل الخلالي على غزو الخلايا السرطانية

The growth and progression of most solid tumors depend on the initial transformation of the cancer cells and their response to stroma-associated signaling ...

A Novel Three-dimensional Flow Chamber Device to Study Chemokine-directed Extravasation of Cells Circulating under Physiological Flow Conditions

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell homing and tumor metastasis. The three-dimensional flow chamber device (hereafter the 3D device) is a novel in vitro technology that recreates physiological shear stress and allows each step of the cell extravasation cascade to be quantified. The 3D device consists of an upper compartment in which the cells of interest circulate under shear stress, and a lower compartment of static wells that contain the chemoattractants of interest. The two compartments are separated by porous inserts coated with a monolayer of endothelial cells (EC). An optional second insert with microenvironmental cells of interest can be placed immediately beneath the EC layer. A gas exchange unit allows the optimal CO2 tension to be maintained and provides an access point to add or withdraw cells or compounds during the experiment. The test cells circulate in the upper compartment at the desired shear stress (flow rate) controlled by a peristaltic pump. At the end of the experiment, the circulating and migrated cells are collected for further analyses. The 3D device can be used to examine cell rolling on and adhesion to EC under shear stress, transmigration in response to chemokine gradients, resistance to shear stress, cluster formation, and cell survival. In addition, the optional second insert allows the effects of crosstalk between EC and microenvironmental cells to be examined. The translational applications of the 3D device include testing of drug candidates that target cell migration and predicting the in vivo behavior of cells after intravenous injection. Thus, the novel 3D device is a versatile and inexpensive tool to study the molecular mechanisms that mediate cellular extravasation.

The three-dimensional flow chamber device is a novel in vitro technology for the quantitative and step-wise evaluation of the extravasation cascade of cells circulating under conditions of physiological shear stress. The device therefore fills a critical need for basic, preclinical, and clinical studies of cell migration.

رواية ثلاثي الأبعاد التدفق جهاز الدائرة لدراسة Chemokine الموجه التسرب من خلايا اعارة تحت ظروف تدفق الفسيولوجي

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

البناء وتوصيف من طية تفاعلات الاحيائية الرواية الصوتية

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic development, wound healing, and immune responses. However, cell migration is also a key mechanism in cancer enabling these cancer cells to detach from the primary tumor to start metastatic spreading. Within the past years various cell migration assays have been developed to analyze the migratory behavior of different cell types. Because the locomotory behavior of cells markedly differs between a two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) environment it can be assumed that the analysis of the migration of cells that are embedded within a 3D environment would yield in more significant cell migration data. The advantage of the described 3D collagen matrix migration assay is that cells are embedded within a physiological 3D network of collagen fibers representing the major component of the extracellular matrix. Due to time-lapse video microscopy real cell migration is measured allowing the determination of several migration parameters as well as their alterations in response to pro-migratory factors or inhibitors. Various cell types could be analyzed using this technique, including lymphocytes/leukocytes, stem cells, and tumor cells. Likewise, also cell clusters or spheroids could be embedded within the collagen matrix concomitant with analysis of the emigration of single cells from the cell cluster/ spheroid into the collagen lattice. We conclude that the 3D collagen matrix migration assay is a versatile method to analyze the migration of cells within a physiological-like 3D environment.

Cell migration is a biological phenomenon that is involved in a plethora of physiological, such as wound healing and immune responses, and pathophysiological processes, like cancer. The 3D-collagen matrix migration assay is a versatile tool to analyze the migratory properties of different cell types within in a 3D physiological-like environment.

تحليل الهجرة خلية داخل الكولاجين مصفوفة ثلاثية الأبعاد

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models reflect the human wound situation better than animal models. Although two-dimensional models are widely used to investigate processes such as cellular migration and proliferation, models that are more complex are required to gain a deeper knowledge about wound healing. Besides a suitable model system, the generation of precise and reproducible wounds is crucial to ensure comparable results between different test runs. In this study, the generation of a three-dimensional full thickness skin equivalent to study wound healing is shown. The dermal part of the models is comprised of human dermal fibroblast embedded in a rat-tail collagen type I hydrogel. Following the inoculation with human epidermal keratinocytes and consequent culture at the air-liquid interface, a multilayered epidermis is formed on top of the models. To study the wound healing process, we additionally developed an automated wounding device, which generates standardized wounds in a sterile atmosphere.

The goal of this protocol is to build up a three-dimensional full thickness skin equivalent, which resembles natural skin. With a specifically constructed automated wounding device, precise and reproducible wounds can be generated under maintenance of sterility.

جيل من سمك ثلاثي الأبعاد الجلد كامل أي ما يعادل واصابة الآلي

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Studying Protein Function and the Role of Altered Protein Expression by Antibody Interference and Three-dimensional Reconstructions

A strict management of protein expression is not only essential to every organism alive, but also an important strategy to investigate protein functions in cellular models. Therefore, recent research invented different tools to target protein expression in mammalian cell lines or even animal models, including RNA and antibody interference. While the first strategy has gathered much attention during the past two decades, peptides &#160;mediating a translocation of antibody cargos across cellular membranes and into cells, obtained much less interest. In this publication, we provide a detailed protocol how to utilize a peptide carrier named Chariot in human embryonic kidney cells as well as in primary hippocampal neurons to perform antibody interference experiments and further illustrate the application of three-dimensional reconstructions in analyzing protein function. Our findings suggest that Chariot is, probably due to its nuclear localization signal, particularly well-suited to target proteins residing in the soma and the nucleus. Remarkably, when applying Chariot to primary hippocampal cultures, the reagent turned out to be surprisingly well accepted by dissociated neurons.

Controlling protein expression is not only essential to every organism alive, but also an important strategy to investigate protein functions in cellular models. The protocol presented shows the application of antibody interference in mammalian cells including primary hippocampal neurons and demonstrates the use of three-dimensional reconstructions in studying protein function.

دراسة وظيفة البروتين ودور التعبير البروتين يتغير عن طريق التدخل الأجسام المضادة وإعادة بناء ثلاثية الأبعاد

A strict management of protein expression is not only essential to every organism alive, but also an important strategy to investigate protein functions ...

Development of a Multicellular Three-dimensional Organotypic Model of the Human Intestinal Mucosa Grown Under Microgravity

Because cells growing in a three-dimensional (3-D) environment have the potential to bridge many gaps of cell cultivation in 2-D environments (e.g., flasks or dishes). In fact, it is widely recognized that cells grown in flasks or dishes tend to de-differentiate and lose specialized features of the tissues from which they were derived. Currently, there are mainly two types of 3-D culture systems where the cells are seeded into scaffolds mimicking the native extracellular matrix (ECM): (a) static models and (b) models using bioreactors. The first breakthrough was the static 3-D models. 3-D models using bioreactors such as the rotating-wall-vessel (RWV) bioreactors are a more recent development. The original concept of the RWV bioreactors was developed at NASA&#39;s Johnson Space Center in the early 1990s and is believed to overcome the limitations of static models such as the development of hypoxic, necrotic cores. The RWV bioreactors might circumvent this problem by providing fluid dynamics that allow the efficient diffusion of nutrients and oxygen. These bioreactors consist of a rotator base that serves to support and rotate two different formats of culture vessels that differ by their aeration source type: (1) Slow Turning Lateral Vessels (STLVs) with a co-axial oxygenator in the center, or (2) High Aspect Ratio Vessels (HARVs) with oxygenation via a flat, silicone rubber gas transfer membrane. These vessels allow efficient gas transfer while avoiding bubble formation and consequent turbulence. These conditions result in laminar flow and minimal shear force that models reduced gravity (microgravity) inside the culture vessel. Here we describe the development of a multicellular 3-D organotypic model of the human intestinal mucosa composed of an intestinal epithelial cell line and primary human lymphocytes, endothelial cells and fibroblasts cultured under microgravity provided by the RWV bioreactor.

Cells growing in a three-dimensional (3-D) environment represent a marked improvement over cell cultivation in 2-D environments (e.g., flasks or dishes). Here we describe the development of a multicellular 3-D organotypic model of the human intestinal mucosa cultured under microgravity provided by rotating-wall-vessel (RWV) bioreactors.

تطوير عضوي نموذج متعددة الخلايا ثلاثي الأبعاد من الأمعاء الغشاء المخاطي الإنسان نمت في ظل الجاذبية

Because cells growing in a three-dimensional (3-D) environment have the potential to bridge many gaps of cell cultivation in 2-D environments (e.g., ...