幻影的多模态3D打印模拟生物组织

旋转涂层、多喷气印刷和熔融沉积建模集成在一起，可生成多层异质幻象，模拟生物组织的结构和功能特性。缺乏可追溯的幻象标准来模拟生物组织的结构和功能异质性，已成为生物医学光学器件开发和验证的瓶颈。本视频通过集成多个增材制造工艺（如旋转涂层、PolyJet 打印和 FDM）在 3D 打印生产线中，显示模拟幻像的异构组织一层一层地制造。

这种生产线的技术能力体现在皮肤模拟幻象的自动打印上，包括表皮、真皮、皮下组织和内嵌肿瘤。旋转涂层印刷的材料准备。将二氧化钛粉末加入SLA光聚合物树脂中，在磁搅拌下搅拌30分钟。

用锡箔和声波密封。真空 10 分钟。将它装入存储注射器 材料准备多面体印刷。

添加材料，声波，添加中国红染料，将它们加载到墨盒中，将墨盒放入打印机中。用于 FDM 打印的材料准备。在磁搅拌上加热低密度凝胶蜡。

加入二氧化钛粉，将石墨粉加入第二杯烧杯。真空将它们加载到混合三喷嘴模块的挤出机中。皮肤数字光学幻象设计 设置旋转涂层参数。

在控制软件中设置旋转速度和持续时间的参数。设置自旋涂层材料的数量和光固化时间。准备多面体打印的源文件，将血管图像导入软件，设置打印位置并设置喷墨参数生成打印所需的PRN文件，在设置完成后完成FDM打印的G码准备，将肿瘤模型导入Cura软件，将全部在一个喷嘴切片脚本中添加到Cura软件中，并将模型切成片，生成打印文档导入所需的G码。

单击菜单栏中的"文件"菜单项。加载 UV 打印 PRN 文件。导入 G 代码。

单击"开始打印"按钮。机械手将装载站上的基板移动到旋转涂布器样品级的中心。胶水分配器控制注射器将材料滴到基板的中心。

旋转涂层器开始工作。放下紫外线灯，打开它，皮肤表皮将被打印。将基板移动到 3D 移动平台。

将基板移动到 UV 打印的初始位置，将喷墨打印机推到工作位置。喷墨打印机打印图片。UV 灯由气缸推动并向下移动到基板上方的位置，打开 UV 灯。

对下一层打印重复，直到多层打印完成。根据 G 代码的说明，通过按气缸打印将混合喷嘴移到工作位置。打印完成，直到打印肿瘤部分的皮下组织部分。

将基板移回装载站，借助模具代表结果，投射皮下层幻象。自动打印生产线的结果。通过集成 3D 打印方法，系统可以通过遵循协议中的步骤创建像幻象一样肿瘤。

以简化的多层皮肤模型为例。通过旋转涂层法、聚喷气印刷法和FDM打印方法，制作了不同厚度、不同光学性能的表皮层、真皮层和皮下组织层。通过模型验证了将旋转涂层、多喷气印刷和FDM打印相结合以产生光学幻象的可能性，证明该系统具有产生具有光学仿真特性和结构仿真特性的组织光学幻象的潜力。