Stampa 3D multimodale di fantasmi per simulare il tessuto biologico

Spin-coating, stampa polijet e modellazione di deposizioni fuse sono integrati per produrre fantasmi eterogenei multistrato che simulano proprietà strutturali e funzionali del tessuto biologico. La mancanza di standard fantasma tracciabili che simulano l'eterogeneità strutturale e funzionale del tessuto biologico è diventata il collo di bottiglia per lo sviluppo e la convalida di dispositivi ottici biomedici. Questo video mostra la fabbricazione strato per strato di tessuti eterogenei che simulano i fantasmi integrando più processi di produzione additiva come il rivestimento di spin, la stampa PolyJet e FDM in una linea di produzione di stampa 3D.

La capacità tecnica di una tale linea di produzione è esemplificata dalla stampa automatica di fantasmi simulanti della pelle che comprendono epidermide, derma, tessuto sottocutaneo e un tumore incorporato. Preparazione del materiale per la stampa del rivestimento di spin. Aggiungere la polvere di biossido di titanio nella resina fotopolimero SLA, mescolare per 30 minuti su una agitazione magnetica.

Sigillare con lamina di latta e sonicare. Vuoto per 10 minuti. Caricarlo nella siringa di stoccaggio Preparazione del materiale per la stampa a poligetto.

Aggiungere materiale, sonicare, aggiungere Chinese Red Dye, caricarli nelle cartucce, mettere le cartucce nella stampante. Preparazione del materiale per la stampa FDM. Scaldare la cera gel a bassa densità su un'agitazione magnetica.

Aggiungere la polvere di biossido di titanio, aggiungere polvere di grafite nel secondo bicchiere. Caricarli sottovuoto nell'estrusore del modulo ibrido a tre ugelli. Progettazione del fantasma ottico digitale della pelle Impostazione dei parametri per lo spin-coating.

Impostare i parametri di velocità e durata di rotazione nel software di controllo. impostare la quantità di materiale di spin-coating e il tempo di polimerizzazione della luce. Preparazione del file sorgente per la stampa polyjet, Importare l'immagine del vaso sanguigno nel software, impostare la posizione di stampa e impostare i parametri del getto d'inchiostro generare il file PRN necessario per la stampa dopo la preparazione completa dell'impostazione del codice G per la stampa FDM, importare il modello tumorale nel software Cura aggiungere lo script di affezione dell'ugello tutto in un unico nel software Cura e tagliare il modello per generare il codice G necessario per la stampa dei documenti importazione del software di controllo della stampa.

Fare clic sulla voce di menu File nella barra dei menu. Caricare i file PRN di stampa UV. importare il codice G.

Fare clic sul pulsante Avvia stampa. La mano meccanica sposta il substrato sulla stazione di carico al centro dello stadio di campionamento dello spin-coater. Il distributore di colla controlla una flebo siringa del materiale al centro del substrato.

Lo spin-coater inizia a funzionare. Far cadere la lampada UV e accenderla e verrà stampata l'epidermide della pelle. Spostare il substrato sulla piattaforma mobile 3D.

Spostare il substrato nella posizione iniziale della stampa UV, spingere la stampante a getto d'inchiostro nella posizione di lavoro. La stampante a getto d'inchiostro stampa l'immagine. La lampada UV viene spinta dal cilindro e spostata verso il basso nella posizione sopra il substrato, accendere la lampada UV.

Ripetere la ripetizione per il livello successivo di stampa fino al completamento della stampa multistrato. L'ugello di miscelazione viene spostato nella posizione di lavoro con la spinta della stampa del cilindro secondo le istruzioni del codice G. La stampa viene completata fino a quando non viene stampata la porzione di tessuto sottocutaneo della porzione tumorale.

Spostare il substrato di nuovo alla stazione di carico proiettare il fantasma dello strato sottocutaneo con l'aiuto di uno stampo Risultati rappresentativi. Risultato della linea di produzione di stampa automatizzata. Integrando i metodi di stampa 3D, il sistema potrebbe creare un tumore come il fantasma seguendo i passaggi del protocollo.

Prendere il modello di pelle multistrato semplificato è un esempio. Lo strato di epidermide, lo strato di derma e lo strato di tessuto sottocutaneo con spessori diversi e diverse proprietà ottiche sono fabbricati con il metodo di rivestimento di spin, il metodo di stampa polyjet e il metodo di stampa FDM. Attraverso il modello è stata verificata la possibilità di combinare rivestimento a spin, stampa poligetto e stampa FDM per produrre fantasmi ottici è stata verificata è dimostrato che il sistema ha il potenziale per produrre tessuto ottico fantasma con caratteristiche di simulazione ottica e caratteristiche di simulazione strutturale.