Este método pode responder a perguntas-chave no campo da neonatologia, como a quantidade de produção cardíaca gerada durante as compressões torácicas. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite a criação de um modelo cardíaco flexível sem a perda de realismo anatômico. Demonstrando o procedimento comigo hoje será Jasper Sterk, um técnico do nosso laboratório.
Para adquirir segmentos de imagem de um coração neonatal representativo, primeiro abra um programa de software de processamento adequado. Importar uma imagem de ressonância magnética torácica neonatal, ou Ressonância Magnética, formatada como um arquivo digital de Imagem e Comunicações em Medicina. Usando a ferramenta Máscaras de Edição, selecione a área do músculo cardíaco em cada fatia de ressonância magnética onde o coração está presente e crie uma nova camada de esboço.
Segmente separadamente os dois atria e os dois ventrículos da mesma forma e use a ferramenta Calcular 3D para tornar o músculo e as câmaras em representações 3D separadas. Em seguida, use a ferramenta Stereolithography Plus para exportar os segmentos como cinco arquivos de estereotipografia usando a resolução ideal para cada arquivo. Para processamento e impressão das peças de molde cardíaco neonatal, carregue os arquivos de molde da válvula atria e ventrículo em um programa de software de design auxiliado por computador.
Use a ressonância magnética original para determinar as posições das válvulas aórticas, pulmonares, mitral e tricúspide. Usando a função de peça de inserção, arraste os arquivos da válvula para as metades do molde positivo e negativo para cada válvula para suas respectivas posições no conjunto carregado de atria e ventrículos no arquivo atual. Clique na localização na superfície do átrio ou ventrículo para indicar a posição de colocação.
Sob a guia Características, selecione Extrude Boss Base para extrusir as bases das válvulas positivas e negativas para que as válvulas se projetissem em suas respectivas câmaras e mesclem as partes da válvula conforme apropriado. Adicione os arquivos da válvula pulmonar e aórtica aos seus respectivos locais de ventrículo e abra a guia Sketch e selecione a ferramenta Círculo. Em seguida, abra a guia Recurso e use a função Sweep Boss Base para esboçar dois cilindros de cinco milímetros de diâmetro dos topos das válvulas até que ambas as superfícies circulares do cilindro atinjam a posição horizontal.
Depois de fundir as peças da válvula às suas respectivas ventrículos e artérias, selecione novamente a ferramenta Circle e use a função Extrude Boss Base para extrusir cilindros verticais de cinco milímetros de diâmetro da base de cada uma das quatro câmaras até que os cilindros estejam com 40 milímetros de comprimento e se projetem em suas respectivas câmaras. Em seguida, abra a guia Esboçar e selecione a ferramenta Círculo de esboço. Em seguida, para criar diferentes recuos de profundidade, abra a aba Características e use a função Extrude corte para desenhar semicírculos em cima dos cilindros para adicionar entalhes diferenciais aos cilindros.
Para subtrair as formas das câmaras e artérias, clique com o botão direito do mouse para selecionar o corpo sólido da câmara e artéria de interesse e selecione a função Combinar para permitir que a configuração Subtrair seja selecionada. Depois de salvar as câmaras e artérias, importe o modelo de músculo cardíaco. Em seguida, inicie um novo esboço e segure a tecla Shift para selecionar todos os esboços da base do cilindro.
Para compensar os esboços de base de seis cilindros por dois milímetros, abra a guia Sketch e selecione Converter Entidades. Abra a guia Características e use a função Extrude Boss Base para mesclar os cilindros de arqueamento com o modelo de músculo cardíaco. Para modelar um cubo a partir da base dos seis cilindros para baixo, selecione Geometria de Referência e abra a guia Sketch e selecione a ferramenta Quadrado.
Em seguida, desenhe um quadrado com um comprimento e largura quatro milímetros mais largo do que a parte mais larga do modelo muscular cardíaco. Use a função Extrude Boss Base para extrusir o quadrado para baixo com uma espessura de oito milímetros. Mescle o quadrado extrudado à base dos seis cilindros usando a função Mesclagem Peças.
Adicione cubos de quatro milímetros a cada um dos quatro cantos da base da mesma forma. Usando a base quadrada como um esboço, extrude a base para cobrir todo o modelo cardíaco e subtraia todas as outras partes da tampa. Use a função Geometria de Referência para gerar um plano de referência à altura de interesse e selecione Inserir, Moldes e Dividir para dividir a parte superior do retângulo restante na parte mais larga do modelo cardíaco.
Divida o retângulo restante novamente na posição de liberação de molde mais conveniente da mesma maneira, mas na direção vertical. Em seguida, use uma impressora de lançamento e materiais fotopolímeros rígidos, semelhantes à borracha, para imprimir as peças de molde. É essencial usar material semelhante à borracha para o molde interno para que esses moldes possam ser removidos posteriormente sem quebrar ou danificar o modelo.
Para moldagem e acabamento de injeção fria das partes de molde, primeiro pulverize todas as superfícies de todas as partes impressas, exceto as válvulas com um agente de liberação, e limpe as peças limpas com papel de tecido. Após a secagem do ar por 15 minutos, feche a base do molde e dois painéis laterais e coloque o molde em cima de dois espaçadores para que a base do molde não esteja em contato direto com a superfície da mesa. Insira um cartucho de silicone em uma arma de distribuição manual e use a arma para adicionar cinco mililitros de silicone a um copo de medição.
Misture o silicone com uma ferramenta de mistura e use a ferramenta de mistura para aplicar uma generosa quantidade de silicone líquido nos lados negativo e positivo das válvulas atria e ventrículo direito. Nós cobrimos a válvula para garantir sua funcionalidade. Conecte as duas câmaras no ângulo da válvula direita e empurre as câmaras para seus respectivos cilindros no molde base.
Em seguida, conecte os cilindros de arco pulmonar e aórtico de forma semelhante. Deixe o silicone solidificar por dois minutos. Coloque a parte superior do molde e uma batedeira estática no cartucho, apertando o cartucho até que todo o silicone tenha sido dispensado e, em seguida, soluça a pressão.
Ajuste todo o molde sobre os dois espaçadores e insira a arma no soquete de moldagem de injeção de oito milímetros. Aperte com baixa pressão ao longo de três minutos até que todas as saídas de ar mostrem sinais de estouro de silicone. Em seguida, insira um espaçador metálico na fenda entre as partes superior e inferior do molde para abrir a parte superior do molde.
Remova as partes laterais do molde uma de cada vez da mesma maneira, tomando cuidado para não perfurar a parede do coração, e use um bisturi para perfurar quaisquer bolhas no silicone. Use um palito para preencher qualquer orifício de bolha com silicone e deixe o modelo curar por mais 30 minutos. Quando o modelo estiver pronto, inclua firmemente o modelo cardíaco com uma mão e use ar comprimido para estourar o modelo fora da base do molde, deixando os seis moldes internos no modelo cardíaco.
Use uma seringa de água para encher e pressurizar os ventrículos esquerdo e direito para liberar os moldes internos. Em seguida, use um fórceps Magill para retirar as duas partes internas do molde sem comprimir o segmento da válvula. Este método de impressão de modelo 3D também pode ser aplicado a outros órgãos internos, como os pulmões, ou a estruturas ósseas, como as costelas.
O uso de materiais de molde interno muito flexíveis para a impressão 3D permite a criação e liberação de estruturas orgânicas complexas que seriam destruídas durante a remoção das câmaras internas se fossem utilizados materiais de impressão mais rígidos. Uma alta resolução das intrincadas peças do modelo impresso em 3D é essencial para a geração de pequenos componentes orgânicos, como os utilizados no sistema de modelos cardíacos. Após o desenvolvimento, esse método abriu caminho para os pesquisadores explorarem a fisiologia neonatal do paciente.
Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como criar um coração neonatal anatomicamente realista com quatro câmaras e quatro válvulas em um único ciclo de fundição. Não se esqueça que trabalhar com hidróxido de sódio pode ser extremamente perigoso. Por favor, use proteção de mão e olhos durante este procedimento.
