Impression 3D multimodale de fantômes pour simuler les tissus biologiques

Le revêtement spin, l’impression polyjet et la modélisation des dépôts fusionnés sont intégrés pour produire des fantômes hétérogènes multicouposés qui simulent les propriétés structurelles et fonctionnelles des tissus biologiques. L’absence de normes fantômes traçables qui simulent l’hétérogénéité structurelle et fonctionnelle des tissus biologiques est devenue le goulot d’étranglement pour le développement et la validation des dispositifs optiques biomédicaux. Cette vidéo montre la fabrication couche par couche de tissus hétérogènes simulant des fantômes en intégrant de multiples procédés de fabrication additifs tels que le revêtement spin, l’impression PolyJet et le FDM dans une ligne de production d’impression 3D.

La capacité technique d’une telle ligne de production est illustrée par l’impression automatique de fantômes simulant la peau qui comprennent l’épiderme, le derme, les tissus sous-cutanés et une tumeur intégrée. Préparation matérielle pour l’impression de revêtement de spin. Ajouter la poudre de dioxyde de titane dans la résine de photopolymère SLA, remuer pendant 30 minutes sur un émoi magnétique.

Sceller avec du papier d’aluminium et du sonicate. Passer l’aspirateur pendant 10 minutes. Chargez-le dans la seringue de stockage Préparation matérielle pour l’impression polyjet.

Ajouter du matériel, sonicate, ajouter du colorant rouge chinois, les charger dans les cartouches, mettre des cartouches dans l’imprimante. Préparation des matériaux pour l’impression FDM. Chauffer la cire de gel de basse densité sur un émoi magnétique.

Ajouter la poudre de dioxyde de titane, ajouter la poudre de graphite dans le deuxième bécher. Chargez-les sous vide dans l’extruge du module hybride à trois buses. Conception du fantôme optique numérique de la peau Réglage des paramètres pour spin-coating.

Configurer les paramètres de la vitesse et de la durée de rotation dans le logiciel de contrôle. configurer la quantité de matériau de spin-revêtement et le temps de la lumière de séchage. Préparation du fichier source pour l’impression polyjet, Importation de l’image du vaisseau sanguin dans le logiciel, définir la position d’impression et définir les paramètres jet d’encre générer le fichier PRN nécessaire pour l’impression après la configuration est la préparation complète du code G pour l’impression FDM, importer le modèle tumoral dans le logiciel Cura ajouter le tout en une buse trancher script dans le logiciel Cura et trancher le modèle pour générer le G-code requis pour l’impression de documents d’importation du logiciel de contrôle d’impression.

Cliquez sur l’élément menu Fichier dans la barre de menu. Chargez les fichiers PRN d’impression UV. importer le code G.

Cliquez sur le bouton d’impression Démarrer. La main mécanique déplace le substrat sur la station de chargement vers le centre de l’étape de l’échantillon spin-coater. Le distributeur de colle contrôle une seringue goutte à goutte le matériau au centre du substrat.

Le spin-coater commence à fonctionner. Laissez tomber la lampe UV et allumez-la et l’épiderme de la peau sera imprimé. Déplacez le substrat vers la plate-forme mobile 3D.

Déplacez le substrat vers la position initiale de l’impression UV, poussez l’imprimante à jet d’encre à la position de travail. L’imprimante à jet d’encre imprime l’image. La lampe UV est poussée par le cylindre et déplacée vers le bas à la position au-dessus du substrat, allumez la lampe UV.

Répétez l’impression pour la prochaine couche jusqu’à ce que l’impression multicouche soit terminée. La buse de mélange est déplacée vers la position de travail par la poussée de l’impression du cylindre selon les instructions du code G. L’impression est terminée jusqu’à ce que la partie tissulaire sous-cutanée de la partie tumorale soit imprimée.

Déplacez le substrat de nouveau à la station de chargement jetez le fantôme de couche sous-cutanée à l’aide d’un moule représentant des résultats. Résultat de la ligne de production d’impression automatisée. En intégrant les méthodes d’impression 3D, le système pourrait créer une tumeur comme un fantôme en suivant les étapes du protocole.

Prendre le modèle simplifié de peau multicouche est un exemple. La couche épidermique, la couche de derme et la couche de tissu sous-cutanée avec différentes épaisseurs et différentes propriétés optiques sont fabriquées par la méthode de revêtement spin, la méthode d’impression polyjet et la méthode d’impression FDM. Grâce au modèle, la possibilité de combiner le revêtement spin, l’impression polyjet et l’impression FDM pour produire des fantômes optiques a été vérifiée, il est prouvé que le système a le potentiel de produire des tissus fantôme optique avec des caractéristiques de simulation optique et des caractéristiques de simulation structurelle.