Bu çalışma Ulusal Bilim Vakfı, Grant No. CBET-1236351 ve GW Biyomimetik ve Biyoinspired Mühendislik Merkezi (COBRE).

Bu çalışmada duvara monte prolat hemisferoid yani model vokal katlama polip, 5:1 kasılma oranına sahip bir emiş tipi rüzgar tünelinin test bölümü zeminine yerleştirilmiştir. Yağ akışı görselleştirme, duvar basıncı ölçümleri ve parçacık görüntü velosimetrisi kullanılarak kararsız, üç boyutlu akış ayrımı ve duvar basıncı yüklemesi üzerindeki etkisi araştırılır. Kararsız basınç ölçümleri, piezoresistive basınç sensörlerine sahip on altı kanallı tarama basıncı dönüştürücü kullanılarak elde edilir. Basınç sensörleri 670 Hz frekans tepkisine sahiptir. Yağ akışı görselleştirme ve yüzey basıncı ölçümleri aynı anda elde edilemez, çünkü yağ basınç musluklarına akarak kirlenmeye neden olur.
Aşağıdaki bölümde, duvara monte prolate hemispheroid etrafında yağ filmi görselleştirme ve yüzey basıncı ölçümlerinin kurulması ve alınması için protokol sağlanmıştır. Faz ortalaması ve zaman çözümlenen parçacık görüntü velosimetri ölçümleri elde edilmekle birlikte, PIV alımı bu protokole dahil değildir. Yazarlar Raffel ve ark.'ın referanslarını önermektedir. PIV deneysel kurulumu, veri toplama ve veri işleme hakkında derinlemesine bilgi için 36 ve Adrian ve Westerweel39.
1. Protuberance üretin(yani Model Polip)
<ol><li>İstenilen geometriye sahip üç boyutlu bilgisayar destekli tasarım (CAD) modeli oluşturun. Model vokal kat polipini 5,08 cm uzunluğunda, 2,54 cm genişliğinde ve 1,27 cm boyunda bir prolate hemisferoid olarak üretin. Model vokal katlama polipinin altına 0,64 cm kalınlığında 2,54 cm kare taban monte edin. Bu taban, modeli test bölümü katına tutturmak için kullanılacaktır.</li>
	<li>3D CAD modelini stereolitografi (STL) dosyası olarak dışa aktar. STL dosya biçimi, model yüzeyini bir dizi üçgen olarak oluşturur. Model polip üzerinde pürüzsüz bir yüzey sağlamak için yeterli çözünürlüğü seçin. En az 600 nokta/in çözünürlük önerilir.</li>
	<li>STL dosyasını uygun yazılıma yükleyin ve en az 20 μm yapı katmanı çözünürlüğüne sahip yüksek çözünürlüklü üç boyutlu yazıcı veya hızlı prototipleyici kullanarak STL dosyasını yazdırın.</li>
	<li>Rüzgar tüneli test bölümü Şekil 1'de gösterildiği gibi çıkarılabilir bir alt plaka ile yaklaşık 30,48 cm x 30,48 cm x 121,92 cm'dir. Test için model vokal kat polip monte etmek için rüzgar tüneli test bölümü zemin çıkarılabilir plaka içine yaklaşık 0,85 cm derinliğinde 2,54 cm karelik bir delik freze. Delik, test bölümü genişliğinin ortasına yerleştirilecek ve test için istenen aşağı akış konumunda bulunmalıdır.</li>
</ol>2. Yağ Akışı Görselleştirme Hazırlığı
<ol><li>Test bölümünü hazırlamak için, rüzgar tünelinin içindeki test bölümü yüzeyini beyaz yapışkan kağıtla örtün. Yapışkan kağıdın hava kabarcıkları veya kırışıklıkları nedeniyle test bölümü zemininde şişlik olmadığından emin olmak için yapışkan kağıdı dikkatlice yerleştirin ve pürüzsüzleştirin. Model polip ankrajın test bölümü duvarına tutturulmasını sağlamak için test bölümü katındaki kare deliğin üzerindeki yapışkan kağıtta bir delik açın.</li>
	<li>Teste hazırlanmak için çıkıntıyı (model vokal katlama polip) çapa konumuna yerleştirin. Bkz. Şekil 1.</li>
	<li>Rüzgar tüneli test bölümünün üzerine yüksek çözünürlüklü bir kamera takın. Model polip ve çevresindeki test bölümü alanı da dahil olmak üzere seçilen görüş alanı için kamerayı odakla. Test için kamera alma parametrelerini ayarlayın. Yağ akışı görselleştirmesinin geçici kısmını yakalamak için veya kararsız veya titrek akışlar ilgi çekiciyse bir video ayarı kullanılmalıdır.</li>
	<li>Bebek yağı, kopya toner tozu ve gazyağı hacim olarak 7:1:2 oranında birleştirerek akış görselleştirme yağı karışımını hazırlayın. Örneğin: 35 ml bebek yağı, 5 ml kopya toner tozu ve 10 ml keroseni birleştirin. Bebek yağı ve toner tozlarını bir kapta karıştırın ve toner tamamen çözünene kadar karıştırın. Sonra gazyağı ekleyin ve iyice karıştırın.</li>
	<li>Test bölümü yüzeyine kolay uygulama için karışımı bir sprey şişesine aktarın.</li>
</ol>3. Yağ Akışı Görselleştirme Ölçümleri
<ol><li>Yağ karışımının her uygulamasından önce test bölümü yüzeyini temizleyin ve kurutun.</li>
	<li>Yağ karışımı ile dolu sprey şişesini, ilgi alanına ince, eşit bir sıvı tabakası püskürtmek için kullanın. İnce, eşit yağ karışımı tabakası, uygun yağ filmi görselleştirme görüntüleri üretmek için önemlidir.</li>
	<li>Kameradaki görüntü veya video alımını başlatın. İlk geçici yağ karışımı hareketini yakalamak için rüzgar tüneli açık olmadan önce kamera alımına başlayın.</li>
	<li>Emiş rüzgar tünelini istediğiniz hıza ayarlayın. Yağ karışımı test bölümü yüzeyi boyunca akmaya başlayacaktır.</li>
	<li>Yağ karışımı akmayı durdurduktan ve sabit bir duruma ulaştığında(yani desenler sabittir) veya istenen süre dolduğunda, kamera kaydını durdurun ve rüzgar tünelini kapatın. Not: Video 1, yağ karışımını sabit bir duruma ulaşılana ve cilt sürtünme düzeni sabit hale gelene kadar akarken görüntüler. Videoda akış soldan sağa doğru hareket ediyor.</li>
</ol>4. Yüzey Basıncı Ölçüm Hazırlığı
<ol><li>Statik basınç muslukları oluşturmak için test bölümü zemini zeminine paslanmaz çelik tükülasyonlar (0,16 cm dış çap ve 2,54 cm uzunluğunda) monte etmek için delikler açarak test bölümü zemin yüzeyini (çıkarılabilir plaka) hazırlayın. Prolate hemispheroid'in çapa konumunun orta hattından başlayarak, açıklık yönünde 8,89 cm ve aşağı yönde 22,86 cm aşağı akışa yayılan bir ızgara üzerinde delikleri 1,27 cm spanwise ızgara aralığı ve 2,54 cm aşağı akış ızgara aralığı ile delin (bkz. Şekil 1). Paslanmaz çelik tüttürmeler, esnek boru takmak için bir ucunda şişkinliğe sahiptir ve montaj için diğer ucunda düzdir. Not: Statik basınç muslukları, daha ince bir basınç alma konumu ızgarası için daha yakın aralıklarla konumlandırılabilir.</li>
	<li>Duvara monte prolat hemisferoidin(yani model vokal kat polipinin) çapa konumunu çevreleyen tübülasyonları teste hazırlanmak için test bölümü zemininde istediğiniz konfigürasyona monte edin. Tükülasyonlar test bölümü zemini ile birlikte monte edilmelidir.</li>
	<li>Monte edilen paslanmaz çelik tütsülerden tarama basıncı dönüştürücü ölçüm portlarına kısa esnek boru parçaları (6,35 cm uzunluk, 0,159 cm iç çap, 0,475 cm dış çap şeffaf polivinil klorür boru) takın. Tarama basıncı dönüştürücüsünün on altı basınç portları vardır.</li>
</ol>5. Yüzey Basıncı Ölçüm Kazanımı
<ol><li>Tarama basıncı dönüştürücüslerini bir bilgisayara bağlayın ve tarama basıncı dönüştürücü yazılımını kullanarak alma parametrelerini yapılandırın. İstenilen veri toplama süresi boyunca 500 Hz'de veri almak için edinme yazılımını ayarlayın. Not: Veriler, düşük salınım frekanslarındaki küçük basınç değişimleri nedeniyle tarama basıncı dönüştürücüsünde maksimum örnekleme oranı olan 500 Hz'de elde edildi.</li>
	<li>Emiş rüzgar tünelini istediğiniz hıza ayarlayın.</li>
	<li>Basınç ölçümü alımına başlayın. Basınç ölçümleri istenilen akış tanı tekniği (örneğin PIV, lazer Doppler anemometry, sıcak tel anamometrisivb.) ile aynı anda elde edilebilir.</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>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Vortical yapıların geometrik bir çıkıntıdan oluşumunu ve yayılmasını ve bunların vokal kat dinamiklerini yönlendiren aerodinamik yüklemeler üzerindeki etkilerini anlamak, vokal kat poliplerinin ve nodüllerinin tedavisini ilerletmek için içgörü ve modeller sağlamak için gereklidir. Bu deneyde model polipin neden olduğu aerodinamik yüklemelerdeki varyasyonların polip13,41olan hastalarda gözlenen düzensiz ses katlama dinamiklerine katkıda bulunduğu beklenmektedir. Gelecekteki çalışm...

Ses kıvrımları, ses hava yolu boyunca uzanan iki doku grubudur. Sesli konuşma, kritik bir akciğer basıncı elde edildiğinde üretilir ve havayı eklenmiş ses kıvrımlarından zorlar. Vokal kıvrımları birçok doku katmanından oluşur ve genellikle basitleştirilmiş iki katmanlı bir vücut kapağı sistemi ile temsil edilir1. Kapak tabakasının çoğunluğunu oluşturan hücre dışı matris, kollajen ve elastin liflerinden oluşur ve vokal kıvrımlarının uygun hareketi için önemli olan doğrusal olmayan stres-gerinim özellikleri sağlar1,2. Aerodinamik kuvvetler, ses kıvrımlarının dokusuna enerji vermekte ve kendi kendine devam eden salınımları heyecanlandırmak3. Vokal salınımlı olarak, aralarındaki açıklık, glottis olarak adlandırılır, bir yakınsamaktan üniformaya ve daha sonra4,6döngüsünü kapatmadan ve tekrarlamadan önce farklı bir geçide geçiş yapan zamansal olarak değişen bir delik oluşturur. Normal konuşma için titreşim frekansları tipik olarak erkeklerde ve kadınlarda sırasıyla 100-220 Hz'e yayılır ve glottis7'dengeçen pulsatil bir akış alanı oluşturur. Normal konuşma için akışkan yapısı enerji değişim süreci kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır8-12; ancak bazı patolojiler için bu sürecin aksaması iyi anlaşılamamıştır. Ses kıvrımlarının patolojik koşulları dinamiklerinde dramatik değişikliklere neden olabilir ve sesli konuşma üretme yeteneğini etkileyebilir.
Polipler ve nodüller, ses kıvrımlarının medial yüzeyinde oluşan geometrik anormalliklerdir. Bu anormallikler hastanın iletişim kurma yeteneğini etkileyebilir13. Bununla birlikte, sadece son zamanlarda polip gibi geometrik bir çıkıntı nedeniyle akış alanının bozulması14. Bu çalışma, konuşmanın "normal" akışkan yapısı enerji değişim sürecinin büyük ölçüde değiştirildiğini ve polip ve nodül hastalarında ses kalitesinin ciddi şekilde bozulmasının en olası nedeninin akış alanının değiştirilmesi olduğunu göstermiştir. Üç boyutlu akış ayrımı ile üretilen akış yapılarının pulsatil akışta bir polipten kapsamlı bir şekilde anlaşılması sağlanmamıştır. Bir polipten vortik yapıların üretilmesi ve yayılması ve daha sonra ses kıvrım dinamiklerini yönlendiren aerodinamik yüklemeler üzerindeki etkileri, hastalarda poliplerin cerrahi olarak düzeltilmesini ilerletmek için gerekli bir kritik bileşendir.
Sabit akışta duvara monte edilmiş bir yarıküreden akış ayrımı15-23araştırılmış olsa da, şaşırtıcı bir şekilde, konuşmada bulunduğu gibi titrek veya kararsız akış koşullarına tabi bir duvardaki bir yarıküreden kararsız üç boyutlu akış ayrımı hakkında çok az bilgi vardır. Acarlar ve Smith15'in ufuk açıcı çalışmaları, laminer bir sınır tabakası içinde duvara monte edilmiş bir yarıküre üzerinde sabit akış ile oluşturulan üç boyutlu tutarlı yapıların analizini sağladı. Acarlar ve Smith iki tür vortical yapı tanımladılar. Ayakta duran bir at nalı girdabı, hemisferoid çıkıntısının yukarısında oluştu ve her iki taraftaki çıkıntının aşağı doğru genişledi. Ek olarak, saç tokası girdapları duvara monte edilmiş hemisferoidden periyodik olarak uyandırığa döküldü. Saç tokası girdaplarının karmaşık hareketi ve ilerlemesi ayrıntılı olarak araştırılmış ve tanımlanmıştır.
Düzgün konturlanmış bir eksenmetrik tepenin üzerindeki akış, daha önce hem yüzey statik basınç ölçümlerinin hem de yüzey yağı görselleştirmesinin çalkantılı bir kesme akışı içinde tümsek üzerinde ve aşağı akışında elde edildiği incelenmiştir. Yağ filmi teknikleri, cilt sürtünme çizgilerinin, yüksek ve düşük hızlı bölgelerin ve yüzey akışı içindeki ayırma ve bağlanma noktalarının görselleştirilmesini sağlar ve duvara monte edilmiş bir nesnenin uyanışını araştırmak için yararlıdır. Bu teknik için, ilgi yüzeyi bir yağ bazlı ve ince toz pigment(örneğin lampblack, grafit tozu veya titanyum dioksit) karışımının ince bir filmi ile kaplanır. İstenilen akış koşullarında sürtünme kuvvetleri yağın yüzey boyunca hareket etmesine neden olarak pigment tozlarının çizgiler halinde birikmesine neden olur. Kritik veya tekillik noktaları, kesme stresinin sıfır olduğu yerler veya ortalama hızın iki veya daha fazla bileşeni sıfırdır, ortaya çıkan cilt sürtünme çizgisi deseninden eyer noktaları veya nodal noktalar24-26olarak sınıflandırılabilir.
Tepe geometrisi için, yukarı akışa ayırmanın neden olduğu tekillik bulunamadı; bu, bir yarımferoid çıkıntı ile ortaya çıkan olumsuz basınç gradyanını oluşturmayan tümseğin düzgün bir şekilde yükselen konturuna atfedildi. Sonuç olarak, akışın tümseğin zirvesine kadar hızlanması tespit edildi, bundan sonra, sabit olmayan eyer odak ayırma noktaları, bir saç tokası girdabının oluşumundan beklenecek gibi, tümsek merkez çizgisini kısa bir süre sonragelişti. Duvara monte edilmiş farklı bir geometriye sahip benzer deneysel teknikler kullanılarak yapılan bir çalışmada, Martinuzzi ve Tropea29 tarafından gerçekleştirilen sabit akışta yüzeye monte edilmiş bir küpün etrafındaki yağ filmi görselleştirmesi, nesnenin yukarı akışında iki net cilt sürtünme çizgisi görüntüledi. İlk cilt sürtünme hattı, olumsuz basınç gradyanının neden olduğu birincil ayırma çizgisine karşılık geldi ve ikinci cilt sürtünme hattı at nalı girdabının zaman ortalamalı konumunu işaretledi. Nesnenin yukarı akışında yapılan yüzey basıncı ölçümleri, at nalı girdap hattı boyunca yerel bir minimum ve birincil ayırma ile at nalı girdap çizgileri arasında maksimum yerel bir basınç gösterdi. Benzer yukarı akış ayırma çizgileri, dairesel silindir, piramit ve koni29-31dahil olmak üzere yüzeye monte edilmiş diğer geometrilerle oluşur. Duvara monte nesnelerin yüzey görselleştirme aşağı akışı genellikle nesne30'unarkasındaki devridaim bölgesinin neden olduğu iki odak görüntüler. Odak konumlarında iki girdap üretilir ve duvara monte edilmiş bir yarıkürenin ardından görülen "kemer tipi" veya saç tokası girdabına karşılık gelir32.
Parçacık görüntü velosimetrisi (PIV) daha önce sentetik vokal katlama modellerinin akış aşağı akışını incelemek için kullanılmıştır33-35. PIV, görüntülerin uzayo-zamansal akışkan dinamiklerini yakalamak için bir düzlem içinde izleyici parçacık hareketini akışa aldığı noninvaziv bir görselleştirme tekniğidir36. Salınımlı vokal kıvrımlarının aşağı akışını oluşturan üç boyutlu tutarlı yapılar Neubauer ve arkadaşları tarafından incelenmiştir. 37; girdap üretimi ve konveksiyon ve jet çırpma gözlendi. Son zamanlarda, Krebs ve ark. 38, stereoskopik PIV kullanarak glottal jetin üç boyutluluğunu inceledi ve sonuçlar glottal jet ekseni geçişini gösteriyor. Erath ve Plesniak14, bir model vokal katlama polipinin 7,5 kat ölçeklenmiş dinamik tahrikli vokal katlama modelinin medial yüzeyindeki etkisini araştırdı. Polipin aşağı yönünde bir devridaim bölgesi oluştu ve fonetuvar döngüsü boyunca jet dinamikleri etkilendi. Erath ve Plesniak14tarafından yapılan tahrikli vokal kat polip çalışmasını engelleyen önceki çalışmalar, medial vokal kat polip veya nodül tarafından indüklenen sıvı dinamiklerini araştırmamıştır.
Model polip'in sabit ve pulsatil akış alanlarındaki akışkan dinamik etkisini, vokal kat hareketli duvarların ek karmaşıklığını, indüklenmiş basınç gradyanlarını, sınırlı geometrik hacmi ve diğer incelikleri dahil etmeden önce anlamak önemlidir. Mevcut çalışma, hem sabit hem de kararsız akış koşullarında aşağı akış duvarındaki akış yapılarının imzasına odaklanır. Bir çıkıntıdan dökülen vortical yapılar ile aşağı akış duvarı arasındaki etkileşimler, vokal kat poliplerinin yanı sıra diğer biyolojik hususların araştırılması için büyük ilgi çekicidir, çünkü bu etkileşimler biyolojik bir tepki ortaya çıkarır.

<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

Normal konuşma için sıvı yapısı enerji değişim süreci kapsamlı bir şekilde incelenmiştir, ancak patolojik durumlar için iyi anlaşılamamıştır. Ses kıvrımlarının medial yüzeyinde oluşan geometrik anormallikler olan polipler ve nodüller, ses kıvrım dinamiklerini bozabilir ve böylece hastanın iletişim kurma yeteneği üzerinde yıkıcı sonuçlar doğurabilir. Laboratuvarımız, in vitro tahrikli bir vokal katlama modelinin medial yüzeyinde bulunan ve böyle bir geometrik anormalliğin glottal jet davranışını önemli ölçüde bozduğunu gösteren bir model polip üzerinde yapılan bir araştırmada parçacık görüntü velosimetrisi (PIV) ölçümlerini bildirmektedir. Bu akış alanı ayarı, polipli hastalarda ses kalitesinin ciddi şekilde bozulmasının muhtemel bir nedenidir. Bu patolojik durumun tedavisini ilerletmede, ses katlama polip gibi geometrik bir çıkıntıdan vortik yapıların oluşumunun ve yayılmasının ve vokal kıvrım dinamiklerini yönlendiren aerodinamik yüklemeler üzerindeki etkisinin daha eksiksiz anlaşılması gereklidir. Mevcut araştırma, bir yağ filmi görselleştirme tekniği kullanılarak çapraz akışta 2:1 en boy oranına sahip duvara monte prolat hemisferoidin, yani bir model vokal kat polipinin neden olduğu üç boyutlu akış ayrımı ile ilgilidir. Dengesiz, üç boyutlu akış ayrımı ve duvar basıncı yüklemesinin etkisi, cilt sürtünme hattı görselleştirmesi ve duvar basıncı ölçümleri kullanılarak incelenir.

7,5 kat ölçeklenmiş dinamik tahrikli vokal katlama modeli kullanılarak yapılan önceki çalışmalar, geometrik çıkıntılı model vokal kat polipinin varlığının fonetuvar döngüsü boyunca glottal jetin normal dinamiklerini bozduğunu göstermiştir. Önceki tahrikli vokal katlama modeli çalışmasının temsili sonuçları Şekil 2 ve Video 2'de görüntülenir. Video, bir yakınsamadan farklı bir geometriye geçerken tahrikli vokal kıvrımlarının hareketini gösterir....

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

Vokal katlama polipleri ses katlama dinamiklerini bozabilir ve bu nedenle hastanın iletişim kurma yeteneği üzerinde yıkıcı sonuçlar doğurabilir. Duvara monte model polip tarafından indüklenen üç boyutlu akış ayrımı ve duvar basıncı yüklemesi üzerindeki etkisi parçacık görüntü velosimetrisi, cilt sürtünme hattı görselleştirmesi ve duvar basıncı ölçümleri kullanılarak incelenir.

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

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 Görüntüleme.  The George Washington University. Vokal katlama polipleri ses katlama dinamiklerini bozabilir ve bu nedenle hastanın iletişim kurma yeteneği üzerinde yıkıcı sonuçlar doğurabilir. Duvara monte model polip tarafından indüklenen üç boyutlu akış ayrımı ve duvar basıncı yüklemesi üzerindeki etkisi parçacık görüntü velosimetrisi, cilt sürtünme hattı görselleştirmesi ve duvar basıncı ölçümleri kullanılarak incelenir.

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.

Üç Boyutlu İnsan Cilt Model Yeniden İnşa: Aracı Normal Cilt ve Melanom İlerleme Eğitim

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

Biyomühendislik

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.

İletken Mürekkepler düzlemsel ve Üç Boyutlu Baskı

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.

Sentetik, Multi-Layer, Self-Salınımlı Vokal Fold Model Fabrikasyon

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.

Tümör Hücre Invasion üzerine İnterstisyel Akışkan Etkilerinin Ölçülmesi için üç boyutlu Hücre Kültürü Modeli

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.

Fizyolojik Akış Koşullarında Sirkülasyon Hücre Kemokin-yönettiği Ekstravazasyon Eğitim Bir Roman Üç boyutlu Akış Odası Cihazı

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

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and regenerative medicine. With digital control&#160;cells, scaffolds, and growth factors can be precisely deposited to the desired two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) locations rapidly. Therefore, this technology is an ideal approach to fabricate tissues mimicking their native anatomic structures. In order to engineer cartilage with native zonal organization, extracellular matrix composition (ECM), and mechanical properties, we developed a bioprinting platform using a commercial inkjet printer with simultaneous photopolymerization capable for 3D cartilage tissue engineering. Human chondrocytes suspended in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) were printed for 3D neocartilage construction via layer-by-layer assembly. The printed cells were fixed at their original deposited positions, supported by the surrounding scaffold in simultaneous photopolymerization. The mechanical properties of the printed tissue were similar to the native cartilage. Compared to conventional tissue fabrication, which requires longer UV exposure, the viability of the printed cells with simultaneous photopolymerization was significantly higher. Printed neocartilage demonstrated excellent glycosaminoglycan (GAG) and collagen type II production, which was consistent with gene expression. Therefore, this platform is ideal for accurate cell distribution and arrangement for anatomic tissue engineering.

The methods described in this paper show how to convert a commercial inkjet printer into a bioprinter with simultaneous UV polymerization. The printer is capable of constructing 3D tissue structure with cells and biomaterials. The study demonstrated here constructed a 3D neocartilage.

Üç boyutlu Mürekkep Püskürtmeli Baskı Teknolojisi Kullanımı İnsan Kıkırdak Doku Fabrikasyon

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

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.

Bir Roman Vokal Fold Bioreactor İnşaatı ve Karakterizasyonu

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.

Bir Üç boyutlu Kollajen Matrix içindeki Hücre Göç Analizi

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.

Üç-boyutlu Tam Kalınlığı Deri Üretimi Eşdeğer ve Otomatik Yaralama

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.

Incelenmesi Protein Fonksiyonu ve Antikor Girişim ve üç boyutlu Rekonstrüksiyonunda tarafından değiştirilmiş Protein Ekspresyonu Rolü

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