Bu eser Ulusal Bilim Vakfı kariyer tarafından desteklenen ödül yok. CBET-1254767 ve Ulusal Enstitüsü alerji ve enfeksiyon hastalıkları Hayır verin. R01 AI104960. Biz minnetle Patrick Griffin ve Dan Tran mikro-CT görüntüleme için karakterizasyonu ölçümleri ve Texas A & M kardiyovasküler patoloji laboratuvarı onların yardımını kabul edersiniz.

1. seçimi ve matris malzeme özellikleri doğrulama
<ol><li>(Şekil 1) hayalet üretim işlemine başlamadan önce görüntüleme wavelength(s) faiz biyolojik doku için emme ve azaltılmış saçılma katsayıları bulmak. Ön tahminler başvurular35,36bulunabilir. Ancak, doğrulama optik katsayıları gerekli olabilir.</li>
	<li>Emilim, µbirve azaltılmış saçılma katsayısı, µsiçin arama tabloları kullanarak ', 488, 535, 632 ve 775 nm dalga boyu (Tablo 1-4 ve rakamlar 2–3), çini mürekkebi konsantrasyonları seçin ve Titanyum istenen optik özellikleri yaklaşık dioksit (TiO2). Bu tarifleri PDMS ile fabrikasyon hayaletler özgüdür. Bu tabloları ayrı dalga boylarında, deneysel veri sağlamak gibi en iyi duruma getirme tarifin belirli uygulama için gerekli olabilir.</li>
	<li>
Bir polydimethylsiloxane (PDMS) levha onay optik özellikleri Seçili tarifin imal.
	<ol>
<li>10:1 oranı PDMS reçine kür aracısına, ağırlığını kullanarak aşağıdaki sırada karıştırma bardağa malzemeler dökün: PDMS reçine, TiO2, çini mürekkebi, Ajan kür PDMS. Not: Burada, iki yemek tarifleri test: 1) 2 mg TiO2 + g PDMS başına 3,5 µL çini mürekkebi ve 2) 1 mg TiO2 + 10 µL çini mürekkebi g PDMS başına. Her reçete için 4,5 g PDMS reçine ve 0,45 g PDMS kür Ajan optik parçacıklar karşılık gelen tutarları ile kullanılır.</li>
		<li>Bir hızlı karıştırıcı karışımı ( Tablo malzemelerigörmek) 60 s. Eğer TiO2 parçacıklar karıştırma için sopa (TiO2yüksek konsantrasyonları ile muhtemel) Kupası, parçacıklar Kupası tabandan ayırabilir için el ile karıştırın ve karıştırıcı için başka bir 30 mix s.</li>
		<li>Kuyu veya Petri yemekler ince yapmak karışımı dökmek (0.1-1 mm) döşeme karışımı.</li>
		<li>Degas döşeme için bir hava geçirmez negatif basınç odası, o zaman önceden ısıtılmış fırında 30-60 dakika süreyle 80 ° C'de yerde yerleştirerek 10 dk fırından çıkarın ve soğumaya bırakın.</li>
		<li>Soğutmalı polimer levha, kapsayıcıdan kaldır. Bir düz, tek levha bırakmak kenarları kırpın. Çap pergeli kullanarak levha kalınlığı ölçmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Geçirgenliği (T) ve yansıma (R) slab(s) entegre bir küre kullanarak ölçer. Ek ayrıntılar ve talimatları ters ekleme iki katına (IAD) el ile37' bulunabilir.
	<ol>
<li>Işık kaynağı ve entegre küre kurulumunun Spektrometre açın. Küçük bir emin olmak için sistem hizalamasını denetleyin, kiriş collimated entegre küre giriş ve çıkış noktalarında ortalanır.</li>
		<li>Entegre küre sistemi kalibre.<ol>
<li>Kaynak açın çıkış bağlantı noktası entegre kürenin kap ve üç karanlık spectra kaydetmek.</li>
			<li>Kaynak iletim başvuru şapkalı çıkış bağlantı noktası ve giriş bağlantı noktası boş ile elde etmek için yeniden açın. Üç spectra kaydedin.</li>
			<li>Yansıma standard(s) kullanarak yansıma başvuru ölçümler elde. Her standart küre çıkış limanında yerleştirin. Her yansıma standart için üç spectra kaydedin.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Levha geçirgenliği ölçmek. Çıkış portu kapağı ile levha iletim ölçüm için entegre kürenin giriş noktasında yerleştirin. Üç spectra kaydedin.</li>
		<li>Yansıma levhanın ölçmek. Çıkış bağlantı noktası kapağını çıkarın ve yansıma ölçüm için çıkış noktasında levha yerleştirin. Üç spectra kaydedin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Optik özellikleri İçişleri yazılım kullanarak belirler. Yazılım tam bir eğitsel Yazılım İndir37,38ile İçişleri kılavuzda bulunabilir.
	<ol>
<li>Ortalama üç spectra her ölçüm için satın aldı.</li>
		<li>Denklemler içinde IAD el ile37kullanarak, bu ölçümler R ve T değerlere dönüştürme. Gerekirse, spektrum boyunca örnekleme hızını azaltarak dosyaları sıkıştırmak.</li>
		<li>Giriş .rxt dosyası (ek malzeme 1) iç İşlerinde dalga boylarında, yansıma, geçirgenliği ve içinde IAD el ile37açıklandığı örnek kalınlığı ile hazırlayın. Komut İstemi (Windows OS) veya terminal (Mac OS) kullanarak, doğru yolu gidin. "' İç işleri çalıştırmak IAD girdi dosyası adı'" için yazın. Yazılım çıktı metin dosyası ile tahmini optik özellikleri üretecek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Optik özellikleri istenen değerleri bir kabul edilebilir aralıkta (~ %15) yoksa, tarifi buna göre değiştirin ve adımları 1.3-1.5 tekrarlayın.</li>
</ol>2. eriyen 3D hazırlanması iç yapısı basılı
<ol><li>Bilgisayar kullanarak tasarım iç yapı tasarım (CAD) yazılım destekli. Yapı katı model üzerinde bir 3D printerlere harcama maddeler imalat için Stereolitografi dosya dönüştürmek. Kullanılabilir, parçalı tomografi de Stereolitografi dosyasına dönüştürülebilir Eğer iç yapısının sağlam bir modeli çizim yerine. Not: Burada kullanılan fraktal ağaç yapısı için CAD dosyası ek malzeme 2' sağlanır. Bu yazıda kullanılan yazıcı extruding bir yazıcı yüzden kırılabilir destek malzeme için tasarlanmıştır.</li>
	<li>Yazdırma, Poli vinil alkol (PVA) veya etkileyici polistiren (HIPS) gibi eriyen bir malzeme seçin (bkz. Tablo malzeme). Eriyen bu malzeme sağlam modelinde yazdırın.</li>
	<li>Basılı parçalar yeterince soğuyunca kırmak, dağıtılması veya yazdırılan bölümü kapalı destek malzeme makine. Dosya veya büyük herhangi bir kusurları kapalı kum.</li>
	<li>
Buhar Lehçe yüzey pürüzlülüğü azaltmak için yazdırılan bölümü.
	<ol>
<li>Mengeneye güvenli yazdırılan bölümü ile yazdırılan bölümü tabanındaki bir ince çelik veya nitinol tel için giriş izni ile bir delik.</li>
		<li>Paslanmaz çelik veya nitinol tel delikten iplik. Tel ucu eğmek ve birlikte kanca. Bu bölümü tamamen aseton buharı kabı içinde dalmış için izin verir. Tel ve bölümü bir kenara koyun.</li>
		<li>Büyük bir ölçek kabaca % 10 aseton tam doldurun. Süre Isıtma ile 100 ° c sıcak tabakta yer kabı Dikkat: bir duman hood aseton buharı teneffüs önlemek için bu adımı gerçekleştirin.</li>
		<li>Aseton yoğunlaşma ulaşır hakkında yarım kabı duvar kadar buhar, ilmekledi tel ikinci bir tel üzerinde sahte hava yolu ile asmak ve aseton buharı baskılı 15 – 30 s. sağlamak için askıya parçaları kabı dokunmayın duvar veya (parlatma Buhar her diğer Eğer birden çok bölümü bir kez).</li>
		<li>Yazdırılan bölümü kaldırmak ve boş kabı veya kapsayıcı üzerinde askıya alma. En az 4 h için Kuru parçası izin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>CAD tasarım, hoşgörü içinde iç yapı boyutlarının olduğundan gerektiği gibi doğrulayın. Doğruluk gereksinimlerine bağlı olarak, Çap pergeli veya 3D lazer tarayıcı yapısı ölçmek için kullanılabilir.</li>
</ol>3. ısıya dayanıklı kalıp inşaatı
Not: PDMS hayalet oluşturmak için sızıntı geçirmez, ısıya dayanıklı bir kalıp hazırlamak. Son hayalet tasarım en iyi sığacak bir kalıp geometri seçin. Burada, yeniden kullanılabilir bir dikdörtgen kalıp açıklanmıştır.
<ol><li>Bir katı model Bankası 3D yazdırma kalıp tasarım. Bu kalıp bir hayalet bir kaide 1.17 cm x 1,79 cm ile tasarlanmıştır. Kalıp tabanı 1 mm kalınlığında ve 5 mm derin ara hayalet Bankası eşleşen iç boyutları vardır. Bu kaldırılacak karosiyeri için kalıp ve kalıp demonte ve yeniden kullanılmak üzere sağlar.</li>
	<li>Bir iç kalıp karosiyeri güvenliğini sağlamak için yeterli genişlikte metin ile kalıp için bir üs yazdırın.</li>
	<li>Karosiyeri kalıp Bankası girinti içinde yerleştirin. Burada, 1 mm kalınlığında polikarbonat levhalar kalıp karosiyeri kullanılmıştır.</li>
	<li>Isıya dayanıklı bant kullanarak, kalıp kenarlarını kapatın. Tüm köşeler ve kenarlar yeterince kalıplama işlemi sırasında herhangi bir sızıntı önlemek için teyp yok kabarcıkları ile mühürlü olduğunu zorunludur.</li>
	<li>3.4. adımda hazırlanan kalıp içinde bir polikarbonat taban plakası yerleştirin. Bu taban plakası kalıp kaplama olarak aynı 1 mm kalınlığında polikarbonat levha ve hayalet temel kalıp Bankası 3D yazdırılan yüzey pürüzlülüğü olmadan pürüzsüz bir yüzey sağlar. Tutkal tamamen kuru buharı bölümü taban plakası için cilalı. Kuru yapıştırıcının yeterli zaman tanıyın.</li>
</ol>4. polimer Phantom imalatı
Not: belirli bir uygulama için 1. adımda belirlenen toplu matris malzeme için doğrulanmış tarifi kullanın. Protokolü 535 hayali bir sağlıklı fare Akciğer doku için adımları sağlar nm ile µs' in 40 cm-1 ile µbir 2 cm-1in. İmalat sürecinde bir referans olarak kullanmak için hiçbir optik parçacıkları ile ikinci bir hayalet imal etmek yararlı olabilir.
<ol><li>PDMS reçine 9.1 g karıştırma plastik bir kap dökün. Rutil TiO2çini mürekkebi 35 µl tarafından takip, 20 mg ekleyin. Son olarak Ajan karışımı üst kür 0,91 g ekleyin. 1.3.2. adımda karıştırma Protokolü izleyin.</li>
	<li>Son polimer karışım ısıya dayanıklı kalıba dökün.</li>
	<li>Bir polimer levha onay malzeme optik özellikleri oluşturmak için ayrı bir kaba bir miktar karışımı dökün. Emin yeterli polimer en az 100 µm kalınlığında bir levha için dökülür.</li>
	<li>Sahte hava yolu kalıp ve ayrı levha gaz giderme için bir Sırça fanus içine koyun. Vakum süreci başlar. Sahte hava yolu kalıp polimer başlarsa rise, geri bell yüzey kabarcıkları patlamaya kavanoza havasını, sonra tekrar hava çekmeye başlar. Polimer önemli ölçüde artış değil kadar bu işlemi yineleyin. Bu ne kadar havamız adımı sırasında 4.2 tuzak olduğunu bağlı olarak 5-10 dk arasında sürer. Artık PDMS yükselir sonra başka bir 15 dakikadır degas devam'i tıklatın.</li>
	<li>Gaz Giderme sonra yavaş yavaş geri odasına hava girsin. Hayalet sahte hava yolu ve polimer levha çıkarın ve düzey 2 h için 80 ° C fırında yerleştirin.</li>
	<li>Phantom ve levha fırından çıkarın ve tedavi polimer kesmeden 20 dk. sökmeye bir neşter ile polimer kalıp soğumaya bırakın. Taban plakası sahte-hava yolu Bankası kapalı çekin.</li>
	<li>İç kısmı tamamen eriyene kadar ısıtmalı (60 ° C) ~0.5 M sodyum hidroksit (NaOH) temel banyoda hayalet yerleştirin. Bir optik açık başvuru hayalet iç bileşeni için eriterek zamanı belirlemek için yardımcı olabilir. Bir kez iç yapısı çözülmüş, banyodan hayalet alın ve tamamen (~ 24 h) herhangi bir optik ölçümler çekmeden önce kuru izin.</li>
</ol>5. hayalet imalat doğrulanması
<ol><li>Hayalet geometri kullanarak yüksek çözünürlüklü manyetik rezonans görüntüleme (MRG) veya mikro Bilgisayarlı Tomografi (CT) görüntüleme, istenirse doğrulayın. Bu yöntemlerin bulanık malzeme içinde iç yapıları 3D bir doğrulama Aksiyel çözünürlük ile sağlamak < 400 µm39,40. Alternatif olarak, bir optik açık başvuru hayalet optik yazdırılan bölümü tamamen tasfiye edilir ve kalan boşluğu doğru geometri olduğunu doğrulamak üzere yansıma. Not: Mikro-ct üzerinde bir kutup yıldızı Imaging (NSI) X50 (2 mg TiO2 + 3.5 µl çini mürekkebi) optik opak bir hayalet iç geometri ettik. Hayalet tüm boyutları (ek malzemeler 3, 4) 20 µm çözünürlükle görüntüsü.</li>
	<li>Operadaki Hayalet polimer levha ve entegre küre (1,5-1,6 adımlarda açıklanan) kullanarak optik özelliklerini doğrulayın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Curatolo, A., Kennedy, B. F., Sampson, 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=Structured+three-dimensional+optical+phantom+for+optical+coherence+tomography.">Structured three-dimensional optical phantom for optical coherence tomography.</a> Opt Express. 19 (20), 19480-19485 (2011).</li><li>Miranda, D. A., Cristiano, K. L., Guti&#233;rrez, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+phantom+for+mammary+tissue+characterization+by+near+infrared+spectroscopy.">Breast phantom for mammary tissue characterization by near infrared spectroscopy.</a> J Phys Conf Ser. 466 (1), 012018 (2013).</li><li>Solomon, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+Fluorescence-Mediated+Tomography+and+SPECT/CT+for+Small-Animal+Imaging.">Multimodal Fluorescence-Mediated Tomography and SPECT/CT for Small-Animal Imaging.</a> J Nucl Med. 54 (4), 639-646 (2013).</li><li>Wagni&#232;res, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+phantom+with+tissue-like+properties+in+the+visible+for+use+in+PDT+and+fluorescence+spectroscopy.">An optical phantom with tissue-like properties in the visible for use in PDT and fluorescence spectroscopy.</a> Phys Med Biol. 42 (7), 1415-1426 (1997).</li><li>Rajaram, N., Reesor, A. F., Mulvey, C. S., Frees, A. E., Ramanujam, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-Invasive,+Simultaneous+Quantification+of+Vascular+Oxygenation+and+Glucose+Uptake+in+Tissue.">Non-Invasive, Simultaneous Quantification of Vascular Oxygenation and Glucose Uptake in Tissue.</a> PLoS ONE. 10 (1), 0117132 (2015).</li><li>Niedre, M. J., Turner, G. M., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+imaging+of+optical+coefficients+through+murine+chest+cavities.">Time-resolved imaging of optical coefficients through murine chest cavities.</a> J Biomed Opt. 11 (6), 064017 (2006).</li><li>Schmidt, F. E. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple-slice+imaging+of+a+tissue-equivalent+phantom+by+use+of+time-resolvedoptical+tomography.">Multiple-slice imaging of a tissue-equivalent phantom by use of time-resolvedoptical tomography.</a> Appl Opt. 39 (19), 3380-3387 (2000).</li><li>Cerussi, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+phantoms+in+multicenter+clinical+trials+for+diffuse+optical+technologies.">Tissue phantoms in multicenter clinical trials for diffuse optical technologies.</a> Biomed Opt Express. 3 (5), 966-971 (2012).</li><li>Mar&#237;n, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+standards+for+multicenter+clinical+trials+of+fluorescence+spectroscopy+for+in+vivo+diagnosis.">Calibration standards for multicenter clinical trials of fluorescence spectroscopy for in vivo diagnosis.</a> J Biomed Opt. 11 (1), 014010 (2006).</li><li>Alexandrakis, G., Rannou, F. R., Chatziioannou, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tomographic+bioluminescence+imaging+by+use+of+a+combined+optical-PET+(OPET)+system:+a+computer+simulation+feasibility+study.">Tomographic bioluminescence imaging by use of a combined optical-PET (OPET) system: a computer simulation feasibility study.</a> Phys Med Biol. 50 (17), 4225-4241 (2005).</li><li>Wan, Q., Beier, H. T., Ibey, B. L., Good, T., Cot&#233;, G. L., Cot&#233;, G. L., Priezzhev, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Diagnostics and Sensing VII. , (2007).</li><li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+a+skin+equivalent+phantom+with+interior+micron-scale+vessel+structures+for+optical+imaging+experiments.">Preparation of a skin equivalent phantom with interior micron-scale vessel structures for optical imaging experiments.</a> Biomed Opt Express. 5 (9), 3140-3149 (2014).</li><li>Pogue, B. W., Patterson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+tissue+simulating+phantoms+for+optical+spectroscopy,+imaging+and+dosimetry.">Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry.</a> J Biomed Opt. 11 (4), 041102 (2006).</li><li>Wr&#243;bel, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+optical+skin+phantoms+for+preclinical+evaluation+of+laser+efficiency+for+skin+lesion+therapy.">Use of optical skin phantoms for preclinical evaluation of laser efficiency for skin lesion therapy.</a> J Biomed Opt. 20 (8), 085003 (2015).</li><li>Cubeddu, R., Pifferi, A., Taroni, P., Torricelli, A., Valentini, 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+solid+tissue+phantom+for+photon+migration+studies.">A solid tissue phantom for photon migration studies.</a> Phys Med Biol. 42 (10), 1971-1979 (1997).</li><li>Bae, Y., Son, T., Park, J., Jung, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+thin-layer+solid+optical+tissue+phantom+by+a+spin-coating+method:+pilot+study.">Fabrication of a thin-layer solid optical tissue phantom by a spin-coating method: pilot study.</a> J Biomed Opt. 18 (2), 025006 (2013).</li><li>Park, J., et al., Nordstrom, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue V. , (2013).</li><li>Luu, L., Roman, P. A., Mathews, S. A., Ramella-Roman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+based+phantoms+of+superficial+vascular+network.">Microfluidics based phantoms of superficial vascular network.</a> Biomed Opt Express. 3 (6), 1350-1364 (2012).</li><li>Chen, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilayered+tissue+mimicking+skin+and+vessel+phantoms+with+tunable+mechanical,+optical,+and+acoustic+properties.">Multilayered tissue mimicking skin and vessel phantoms with tunable mechanical, optical, and acoustic properties.</a> Med Phys. 43 (6), 3117-3131 (2016).</li><li>Lurie, K. L., Smith, G. T., Khan, S. A., Liao, J. C., Ellerbee, A. K. <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,+distendable+bladder+phantom+for+optical+coherence+tomography+and+white+light+cystoscopy.">Three-dimensional, distendable bladder phantom for optical coherence tomography and white light cystoscopy.</a> J Biomed Opt. 19 (3), 036009 (2014).</li><li>Golabchi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refractive+errors+and+corrections+for+OCT+images+in+an+inflated+lung+phantom.">Refractive errors and corrections for OCT images in an inflated lung phantom.</a> Biomed Opt Express. 3 (5), 1101-1109 (2012).</li><li>Rengier, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+based+on+imaging+data:+review+of+medical+applications.">3D printing based on imaging data: review of medical applications.</a> Int J Comput Assist Radiol and Surg. 5 (4), 335-341 (2010).</li><li>Wang, J., et al. <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+printing+of+tissue+phantoms+for+biophotonic+imaging.">Three-dimensional printing of tissue phantoms for biophotonic imaging.</a> Opt Lett. 39 (10), 3010-3013 (2014).</li><li>Ghassemi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Mobile+Phone+Performance+for+Near-Infrared+Fluorescence+Imaging.">Evaluation of Mobile Phone Performance for Near-Infrared Fluorescence Imaging.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 64 (7), 1650-1653 (2017).</li><li>Bentz, B. Z., Chavan, A. V., Lin, D., Tsai, E. H. R., Webb, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+application+of+heterogeneous+printed+mouse+phantoms+for+whole+animal+optical+imaging.">Fabrication and application of heterogeneous printed mouse phantoms for whole animal optical imaging.</a> Appl Opt. 55 (2), 280-287 (2016).</li><li>Diep, P., et al. <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+printed+optical+phantoms+with+customized+absorption+and+scattering+properties.">Three-dimensional printed optical phantoms with customized absorption and scattering properties.</a> Biomed Opt Express. 6 (11), 4212-4220 (2015).</li><li>Pogue, B. W., Patterson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+tissue+simulating+phantoms+for+optical+spectroscopy,+imaging+and+dosimetry.">Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry.</a> Journal of Biomedical Optics. 11 (4), 041102-041116 (2006).</li><li>de Bruin, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+phantoms+of+varying+geometry+based+on+thin+building+blocks+with+controlled+optical+properties.">Optical phantoms of varying geometry based on thin building blocks with controlled optical properties.</a> J Biomed Opt. 15 (2), 025001-025010 (2010).</li><li>Boyle, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+performance+of+a+shape+memory+polymer+foam-coated+coil+embolization+device.">In vitro performance of a shape memory polymer foam-coated coil embolization device.</a> Med Eng Phys. 49, 56-62 (2017).</li><li>Hwang, W., Singhal, P., Miller, M. W., Maitland, 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=In+Vitro+Study+of+Transcatheter+Delivery+of+a+Shape+Memory+Polymer+Foam+Embolic+Device+for+Treating+Cerebral+Aneurysms.">In Vitro Study of Transcatheter Delivery of a Shape Memory Polymer Foam Embolic Device for Treating Cerebral Aneurysms.</a> J Med Dev. 7 (2), 020932 (2013).</li><li>Sgaragli, G., Frosini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Tuberculosis+I.+Epidemiology,+Diagnosis+and+Pathogenetic+Mechanisms.">Human Tuberculosis I. Epidemiology, Diagnosis and Pathogenetic Mechanisms.</a> Curr Med Chem. 23 (25), 2836-2873 (2016).</li><li>Mufti, N., Kong, Y., Cirillo, J. D., Maitland, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+optic+microendoscopy+for+preclinical+study+of+bacterial+infection+dynamics.">Fiber optic microendoscopy for preclinical study of bacterial infection dynamics.</a> Biomed Opt Express. 2 (5), 1121-1134 (2011).</li><li>Nooshabadi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+fluorescence+excitation+in+whole-animal+optical+imaging.">Intravital fluorescence excitation in whole-animal optical imaging.</a> PLoS One. 11 (2), 0149932 (2016).</li><li>Nooshabadi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+excitation+increases+detection+sensitivity+for+pulmonary+tuberculosis+by+whole-body+imaging+with+beta-lactamase+reporter+enzyme+fluorescence.">Intravital excitation increases detection sensitivity for pulmonary tuberculosis by whole-body imaging with beta-lactamase reporter enzyme fluorescence.</a> J Biophotonics. , (2016).</li><li>Duck, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physical Properties of Tissue: A Comprehensive Reference Book. , (1990).</li><li>Tuchin, V. V., Tuchin, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tissue optics: light scattering methods and instruments for medical diagnosis. 13, (2007).</li><li>Prahl, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Everything I think you should know about Inverse Adding-Doubling. , (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inverse Adding-Doubling v.3-9-12. , (2014).</li><li>Link, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Comparative+Study+of+Trabecular+Bone+Properties+in+the+Spine+and+Femur+Using+High+Resolution+MRI+and+CT.">A Comparative Study of Trabecular Bone Properties in the Spine and Femur Using High Resolution MRI and CT.</a> J Bone Miner Res. 13 (1), 122-132 (1998).</li><li>Batiste, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+MRI+and+micro-CT+in+an+ex+vivo+rabbit+anterior+cruciate+ligament+transection+model+of+osteoarthritis.">High-resolution MRI and micro-CT in an ex vivo rabbit anterior cruciate ligament transection model of osteoarthritis.</a> Osteoarthr cartil. 12 (8), 614-626 (2004).</li><li>Greening, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+thin+poly(dimethylsiloxane)-based+tissue-simulating+phantoms+with+tunable+reduced+scattering+and+absorption+coefficients+at+visible+and+near-infrared+wavelengths.">Characterization of thin poly(dimethylsiloxane)-based tissue-simulating phantoms with tunable reduced scattering and absorption coefficients at visible and near-infrared wavelengths.</a> J Biomed Opt. 19 (11), 115002 (2014).</li><li>Meissner, S., Knels, L., Krueger, A., Koch, T., Koch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+three-dimensional+optical+coherence+tomography+and+intravital+microscopy+for+imaging+subpleural+pulmonary+alveoli+in+isolated+rabbit+lungs.">Simultaneous three-dimensional optical coherence tomography and intravital microscopy for imaging subpleural pulmonary alveoli in isolated rabbit lungs.</a> J Biomed Opt. 14 (5), 054020 (2009).</li><li>Morris, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+nuclear+magnetic+resonance+property+of+lung.">A new nuclear magnetic resonance property of lung.</a> J Appl Phys. 58 (3), 759-762 (1985).</li><li>Hearon, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+Shape+Memory+Polymers.">Porous Shape Memory Polymers.</a> Polym Rev (Phila Pa). 53 (1), 41-75 (2013).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bir fare akciğer iç hava-doku arabirimi taklit etmek için dahili bir dallanma yapısı ile temsil etmek için optik hayaletler oluşturmak için bir yöntem göstermiştir. Fare akciğer dokusunun optik özellikleri optik saçılma ve homojen toplu matris polimer içinde dağıtılmış parçacıklar emici benzersiz konsantrasyonları içeren ile elde edilir. Bu optik özellikleri farklı spektral aralıklar (Yani hastalıklı doku karşı sağlıklı) farklı durumlardaki dokuların fizyolojik değerlerinin ...

Doku hayaletler sistem karakterizasyonu ve optik görüntüleme ve spektroskopi aletler ultrason veya nükleer yöntemleri1,2,3 birleşmeyle mobil sistemler dahil olmak üzere, kalibrasyonu için yaygın olarak kullanılan ,4. Hayaletler sistem karakterizasyonu ve birden çok biyolojik görüntüleme teknikleri kalite kontrolü için kontrollü bir optik ortam sağlar. Doku taklit eden hayaletler sistem performansını tahmin ve sistem tasarımı fizyolojik görev için en iyi duruma getirme yararlı araçları vardır; Örneğin, tümör değerlendirmek için spektroskopik probları problama derinliği tahmin etmek için5kenar boşluklarını. Optik özellikleri ve hayaletler yapısal tasarımı hangi enstrüman, bu nedenle fizibilite çalışmaları ve sistem performans3doğrulanması için izin kullanılacak belirli fizyolojik ortamın taklit etmek için ayarlanabilir, 6,7. Sistem performansını önceden klinik veya klinik denemeler girmeden önce gerçekçi optik hayaletler ile görüntüleme ve doğrulama arıza riskini veya kullanılamaz veri edinimi in vivo çalışmalar sırasında azaltır. Optik hayaletler kararlılığını ve tekrarlanabilirlik onları içi ve arası instrument değişkenlik, özellikle kadınlarında klinik çalışmalarda farklı enstrümanlar ile izlemek optik teknikleri için özelleştirilebilir kalibrasyon standartları yapmak, işleçler ve çevre koşulları8,9.
Doku taklit eden hayaletler de doğrulama, teorik optik modelleri için ayarlanabilir ve tekrarlanabilir fiziksel model olarak hizmet. Hayvan gereksinimini azaltma10,11deneyler sırasında simülasyonlar tasarımı ve in vivo optik aletler, optimizasyon yardım. Geliştirme ve in vivo ortamda doğru şekilde göstermek için optik simülasyonlar doğrulanmasını doku yapısı, biyokimyasal içeriği ve hedef veya doku vücut içindeki konumunu karmaşıklığı tarafından ipotekli. Konular arasında değişkenlik teorik modeller hayvan veya insan ölçüler kullanarak zorlu doğrulama yapar. Optik doku hayaletler polimer teorik modeller doğrulamak için hangi foton geçiş12,13,14,15eğitim bilinen ve tekrarlanabilir optik ortamı sağlayarak sağlar.
Amacıyla Sistem kalibrasyon, katı optik hayaletler bir tek homojen levha optik saçılma, emme veya faiz boyları için ayarlı floresan ile tedavi polimer oluşabilir. Hayaletler sık doku optik özellikleri epitel doku modelleri16,17derinlik varyansını taklit etmek için kullanılan polimer katmanlı. Doku yapısı her katman sayesinde oldukça homojen olduğundan bu hayalet epitel görüntüleme ve modelleme, için yeterli yapılardır. Ancak, daha büyük ölçekli ve daha karmaşık yapılar diğer organlarda ışınımsal taşıma etkiler. Daha karmaşık hayaletler oluşturmak için yöntem deri altı kan damarları18,19 ve hatta bütün organların mesane20gibi optik ortamı simüle etmek için geliştirilmiştir. Akciğerlerde hafif nakliye modelleme benzersiz bir sorun nedeniyle hava-doku arabirimi dallanma yapısını sağlar; sağlam bir hayalet büyük olasılıkla organ ışınımsal Ulaştırma doğru bir şekilde çoğaltmak değil21. Karmaşık yapısı optik bir hayalet dahil etmek için bir yöntemi açıklamak için bir dahili, tekrarlanabilir fraktal ağaç geçersiz havayolu (şekil 1) üç boyutlu (3D) makroskopik yapısını temsil eden oluşturmak için bir yöntem açıklanmaktadır.
Son birkaç on yıl, 3D baskı tıbbi cihazlar ve modelleri22hızlı prototipleme için baskın bir yöntem haline gelmiştir ve optik doku hayaletler bir istisna vardır. 3D baskı kanal23, damar ağları24ve tüm vücut küçük hayvan modelleri25ile optik hayaletler imalatı için bir katkı üretim aracı olarak kullanılmıştır. Bu yöntemler bir ya da iki baskı malzemeleri ile benzersiz optik özelliklerini kullanın. Yöntemleri, genel, bulanık biyolojik doku25,26taklit etmek için yazdırma malzeme optik özelliklerini ayarlamak için de geliştirilmiştir. Ancak, ulaşılabilir optik özellikleri çeşitli sınırlı baskı malzemesi, genellikle bir polimer Akrilonitril bütadien stiren (ABS)26gibi tarafından bu yöntem tüm biyolojik dokular için uygun değildir bu yüzden. Polydimethylsiloxane (PDMS) kolayca saçılma ve ayar27,28daha yüksek düzeyde parçacıkları emici ile karışabilir optik net bir polimerdir. PDMS hayaletler için dağıtım embolik aygıtları29,30anevrizması modelleri ile kalıp da kullanılmıştır. Bu hayaletler de eriyen bir 3D yazdırılan bölümü kullanmak, ama optik açık aygıt dağıtım görüntülenmesi için kalır. Burada, bu yöntem doku ön bir model ve fare akciğer airways imal etmek saçılma ve parçacıklar emici PDMS optik özelliklerini ayar ile birleştirin.
Burada sunulan hayalet akciğerlere belirli olmakla birlikte, işlem için a değişiklik-in diğer organlara uygulanabilir. 3D baskı Hayalet'in iç yapısının bir kan veya lenf damarı ağ, kemik iliği veya kalp31bile dört odacıklı yapısını olsun herhangi bir amaç ve yazdırılabilir ölçek için özelleştirilebilir tasarım sağlar. Çünkü biz optik görüntüleme ve akciğer32,33,-34in modelleme ilgi, hayali polimer içinde çoğaltmak için iç yapısı olarak dört nesil fraktal ağaç kullanmak için seçtiniz. Bu yapı hava yolu dallanma yapısı yaklaşık ve 3D yazdırma işlemi için kırılabilir destek malzeme sağlamak için tasarlanmıştır. Kırılabilir destek malzeme gerekli değilse bir anatomik daha hava yolu basılmış. Her ne kadar bu modelle borusunu temsil eder, hayalet iç yapısını bir malzeme boşluk kalmasını sahip değil. Bir kez çevreleyen polimer tedavi ve 3D yazdırılan bölümü tasfiye edilir, iç yapısı akış yolu veya ikincil bir kalıp olarak, kendi benzersiz emme ve saçılma özellikleri olan bir malzeme için kullanılabilir. Örneğin, bu iletişim kuralı iç yapısından borusunu yerine dijital bir kemik olarak tasarlanmışsa, kemik yapısı baskılı, PDMS ile parmak optik özellikleri ile kalıp ve Operadaki Hayalet dışında çözünmüş 3D olabilir. Boşluğu daha sonra farklı optik özellikleri ile PDMS karışımı ile dolu. Ayrıca, her kalıp bir tek eriyen kısmı için sınırlı değildir. Bir hayalet parmak kemik, damar, damar ve bir genel yumuşak doku tabakası, her biri kendi benzersiz optik özellikleri içerecek şekilde oluşturulmuş olabilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:868px;" width="868">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Dow Corning Sylgard 184 Silicone Encapsulant Clear 0.5 kg Kit</td>
			<td style="width:195px;">Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:187px;">184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td style="width:259px;">Polydimethylsiloxane: polymer base for optical phantoms</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">White Rutile Titanium Dioxide powder</td>
			<td style="width:195px;">Atlantic Equipment Engineers</td>
			<td style="width:187px;">TI-602</td>
			<td style="width:259px;">Scattering particles for optical phantoms</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Higgins Fountain Pen India Ink</td>
			<td style="width:195px;">Michaels Craft Stores</td>
			<td style="width:187px;">&#160;10015483</td>
			<td style="width:259px;">Absorbing particles for optical phantom</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:228px;">Heat Resistant tape</td>
			<td style="width:195px;">Uline</td>
			<td style="width:187px;">S-7595</td>
			<td style="width:259px;">Heat resistant tape for polymer molds</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Fortus 360mc 3D printer</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">N/A</td>
			<td style="width:259px;">Able to switch build and support material with this model printer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:228px;">ABS Ivory Model Material</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">SDS-000001</td>
			<td style="width:259px;">Material for printing mold parts and/or using as support for printing internal structure&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">SR-30 Soluble Support</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">400638-0001</td>
			<td style="width:259px;">Base soluble support material for printing internal structure</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Flacktek Speedmixer</td>
			<td style="width:195px;">Flacktek Inc.</td>
			<td style="width:187px;">DAC 150.1 FV</td>
			<td style="width:259px;">For efficient mixing of polymer and particles&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:228px;">Integrating sphere</td>
			<td style="width:195px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:187px;">58-585</td>
			<td style="width:259px;">For measuring optical properties</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Polycarbonate build plates (1 mm)</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">N/A</td>
			<td style="width:259px;">Used polycarbonate build plates from Stratasys printer can also be used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of optical tissue phantoms containing macrostructure

Yeni optik görüntüleme teknikleri, hızlı geliştirilmesi düşük maliyetli, özelleştirilebilir ve kolayca tekrarlanabilir standartları kullanılabilirliğine bağlıdır. Görüntüleme ortamı çoğaltarak, bir teknik doğrulamak için pahalı hayvan deneyleri atlatılabilirdi. Tahmin ve in vivo ve ex vivo teknikleri görüntüleme performansını en iyi duruma getirme optik ilgi dokulara benzer örnekleri test gerektirir. Optik hayaletler doku taklit eden standart bir değerlendirme, karakterizasyonu veya optik sistemin kalibrasyon için sağlar. Homojen polimer optik doku hayaletler dar bir spektral Aralık içindeki belirli doku türünün optik özelliklerini taklit etmek için yaygın olarak kullanılır. Katmanlı dokular, epidermis ve DermIS, gibi sadece bu homojen levha hayaletler istifleme tarafından taklit. Ancak, birçok vivo içinde görüntüleme teknikleri nerede kan damarları, airways veya doku defektleri, gibi üç boyutlu yapıları görüntüleme sistemi performansını etkileyebilir daha fazla dağınık şekilde karmaşık dokusu ile uygulanır.
Bu iletişim kuralı malzeme doku optik özelliklerini kullanarak üç boyutlu yapısal karmaşıklık içermektedir doku taklit eden bir hayalet imalatı açıklar. Arama tabloları çini mürekkebi ve titanyum dioksit tarifleri optik emme ve saçılma hedefler için sağlar. Karakterize ve malzeme optik özelliklerini ayarlamak için yöntemleri açıklanmıştır. Bu makalede ayrıntılı hayalet imalat iç bir dallanma sahte hava yolu boşluk vardır; Ancak, teknik genel olarak diğer doku veya organ yapıları için uygulanabilir.

Hayalet imalat tekniği göstermek için fare Akciğer doku hayaletler ölçülen optik özellikleri, 535 eksize sağlıklı ve iltihaplı fare akciğer dokusunun benzetimini yapmak için fabrikasyon nm (Tablo 5). Bu dalga boyu ilgi tdTomato floresan protein rekombinant muhabir soy-in önceki çalışmalar33mikobakteriler kullanılan için uyarma dalga boyu var. Fare akciğer dokusunun optik ölçümler 1.4-1.5 adımlarda açıklanan aynı yönteml...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure at JoVE.com

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

Optik doku hayaletler kalibrasyon ve optik görüntüleme sistemleri karakterizasyonu ve teorik modeller doğrulama için gerekli araçlardır. Bu makalede bir yöntem için çoğaltma doku optik özellikleri ve üç boyutlu doku yapısı içerir hayalet imalat detayları.

İmalat ve Macrostructure içeren optik doku hayaletler karakterizasyonu

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...

fabrication-characterization-optical-tissue-phantoms-containing

Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.5K Görüntüleme.  Texas A&M University. Optik doku hayaletler kalibrasyon ve optik görüntüleme sistemleri karakterizasyonu ve teorik modeller doğrulama için gerekli araçlardır. Bu makalede bir yöntem için çoğaltma doku optik özellikleri ve üç boyutlu doku yapısı içerir hayalet imalat detayları.

Video: Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications. Briefly, decellularized tissue is lyophilized, milled, enzymatically digested, and then brought to physiological pH. The lyophilization removes all water content from the tissue, resulting in dry ECM that can be ground into a fine powder with a small mill. After milling, the ECM powder is digested with pepsin to form an injectable matrix. After adjustment to pH 7.4, the liquid matrix material can be injected into the myocardium. Results of previous characterization assays have shown that matrix gels produced from decellularized pericardial and myocardial tissue retain native ECM components, including diverse proteins, peptides and glycosaminoglycans. Given the use of this material for tissue engineering, in vivo characterization is especially useful; here, a method for performing an intramural injection into the left ventricular (LV) free wall is presented as a means of analyzing the host response to the matrix gel in a small animal model. Access to the chest cavity is gained through the diaphragm and the injection is made slightly above the apex in the LV free wall. The biologically derived scaffold can be visualized by biotin-labeling before injection and then staining tissue sections with a horse radish peroxidase-conjugated neutravidin and visualizing via diaminobenzidine (DAB) staining. Analysis of the injection region can also be done with histological and immunohistochemical staining. In this way, the previously examined pericardial and myocardial matrix gels were shown to form fibrous, porous networks and promote vessel formation within the injection region.

Methods for preparing an injectable matrix gel from decellularized tissue and injecting it into rat myocardium in vivo are described.

Miyokard Doku Mühendisliği Biyolojik Türetilmiş Enjektabl Malzeme imalatı

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications.  ...

Biyomühendislik

Fabrication of Micro-tissues using Modules of Collagen Gel Containing Cells

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized tissues.  The modules can be made of collagen as well as other gelable or crosslinkable materials.  They are approximately 2 mm in length and 0.7 mm in diameter upon fabrication but shrink in size with embedded cells or when the modules are coated with endothelial cells.  The modules individually are small enough that the embedded cells are within the diffusion limit of oxygen and other nutrients but modules can be packed together to form larger tissues that are perfusable.  These tissues are modular in construction because different cell types can be embedded in or coated on the modules before they are packed together to form complex tissues.  There are three main steps to making the modules: (1) neutralizing the collagen and embedding cells in it, (2) gelling the collagen in the tube and cutting the modules and (3) coating the modules with endothelial cells.

Creation of micro-tissues using cylindrical collagen gels, called modules, that contain embedded cells and which surface is coated with endothelial cells.

Kollajen, Modüller kullanarak Micro-dokuların Fabrikasyon İçeren Hücreleri Jel

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized ...

Fabrication and Application of Rose Bengal-chitosan Films in Laser Tissue Repair

Photochemical tissue bonding (PTB) is a sutureless technique for tissue repair, which is achieved by applying a solution of rose bengal (RB) between two tissue edges1,2. These are then irradiated by a laser that is selectively absorbed by the RB. The resulting photochemical reactions supposedly crosslink the collagen fibers in the tissue with minimal heat production3. In this report, RB has been incorporated in thin chitosan films to fabricate a novel tissue adhesive that is laser-activated. Adhesive films, based on chitosan and containing ~0.1 wt% RB, are fabricated and bonded to calf intestine and rat tibial nerves by a solid state laser (&lambda;=532 nm, Fluence~110 J/cm2, spot size~0.5 cm). A single-column tensiometer, interfaced with a personal computer, is used to test the bonding strength. The RB-chitosan adhesive bonds firmly to the intestine with a strength of 15 &plusmn; 6 kPa, (n=30). The adhesion strength drops to 2 &plusmn; 2 kPa (n=30) when the laser is not applied to the adhesive. The anastomosis of tibial nerves can be also completed without the use of sutures. A novel chitosan adhesive has been fabricated that bonds photochemically to tissue and does not require sutures.

Sutures are usually needed to repair tissue during surgical procedures. However, their application can be problematic as they are invasive and may damage tissue. The fabrication and application methods of a novel tissue adhesive are here reported. This adhesive film is laser-activated and does not require the use of sutures.

Fabrikasyon ve Lazer Doku Onarımı Rose Bengal-kitosan Film Uygulamaları

Photochemical tissue bonding (PTB) is a sutureless technique for tissue repair, which is achieved by applying a solution of rose bengal (RB) between two ...

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 ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of cutaneous wound healing on the skin. Existing methods, however, still rely on visual inspections through various microscopic tools and devices that normally include high-cost, sophisticated systems and require well trained personnel for operation and data analysis. Here, we describe methods and protocols to fabricate a conformal, skin-like electronics system that enables conformal lamination to the skin surface near the wound tissues, which provides recording of high fidelity electrical signals such as skin temperature and thermal conductivity. The methods of device fabrication provide details of step-by-step preparation of the microelectronic system that is completely enclosed with elastomeric silicone materials to offer electrical isolation. The experimental study presents multifunctional, biocompatible, waterproof, reusable, and flexible/stretchable characteristics of the device for clinical applications. Protocols of clinical testing provide an overview and sequential process of cleaning, testing setup, system operation, and data acquisition with the skin-like electronics, gently mounted on hypersensitive, cutaneous wound and contralateral tissues on patients.

This article presents methods to fabricate and characterize a conformal, skin-like electronic system and protocols for the use in clinical applications, particularly on cutaneous wound management.

Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Minced Tissue in Compressed Collagen: A Cell-containing Biotransplant for Single-staged Reconstructive Repair

Conventional techniques for cell expansion and transplantation of autologous cells for tissue engineering purposes can take place in specially equipped human cell culture facilities. These methods include isolation of cells in single cell suspension and several laborious and time-consuming events before transplantation back to the patient. Previous studies suggest that the body itself could be used as a bioreactor for cell expansion and regeneration of tissue in order to minimize ex vivo manipulations of tissues and cells before transplanting to the patient. The aim of this study was to demonstrate a method for tissue harvesting, isolation of continuous epithelium, mincing of the epithelium into small pieces and incorporating them into a three-layered biomaterial. The three-layered biomaterial then served as a delivery vehicle, to allow surgical handling, exchange of nutrition across the transplant, and a controlled degradation. The biomaterial consisted of two outer layers of collagen and a core of a mechanically stable and slowly degradable polymer. The minced epithelium was incorporated into one of the collagen layers before transplantation. By mincing the epithelial tissue into small pieces, the pieces could be spread and thereby the propagation of cells was stimulated. After the initial take of the transplants, cell expansion and reorganization would take place and extracellular matrix mature to allow ingrowth of capillaries and nerves and further maturation of the extracellular matrix. The technique minimizes ex vivo manipulations and allow cell harvesting, preparation of autograft, and transplantation to the patient as a simple one-stage intervention. In the future, tissue expansion could be initiated around a 3D mold inside the body itself, according to the specific needs of the patient. Additionally, the technique could be performed in an ordinary surgical setting without the need for sophisticated cell culturing facilities.

Tissue engineering often includes in vitro expansion in order to create autografts for tissue regeneration. In this study a method for tissue expansion, regeneration, and reconstruction in vivo was developed in order to minimize the processing of cells and biological materials outside the body.

Sıkıştırılmış Kolajen kıyılmış Doku: Tek aşamalı Rekonstrüktif Onarım için Cep içeren Biotransplant

Conventional techniques for cell expansion and transplantation of autologous cells for tissue engineering purposes can take place in specially equipped ...

Fabrication of Extracellular Matrix-derived Foams and Microcarriers as Tissue-specific Cell Culture and Delivery Platforms

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus of this article is on the methods for fabricating ECM-derived porous foams and microcarriers for use as biologically-relevant substrates in advanced 3D in vitro cell culture models or as pro-regenerative scaffolds and cell delivery systems for tissue engineering and regenerative medicine. Using decellularized tissues or purified insoluble collagen as a starting material, the techniques can be applied to synthesize a broad array of tissue-specific bioscaffolds with customizable geometries. The approach involves mechanical processing and mild enzymatic digestion to yield an ECM suspension that is used to fabricate the three-dimensional foams or microcarriers through controlled freezing and lyophilization procedures. These pure ECM-derived scaffolds are highly porous, yet stable without the need for chemical crosslinking agents or other additives that may negatively impact cell function. The scaffold properties can be tuned to some extent by varying factors such as the ECM suspension concentration, mechanical processing methods, or synthesis conditions. In general, the scaffolds are robust and easy to handle, and can be processed as tissues for most standard biological assays, providing a versatile and user-friendly 3D cell culture platform that mimics the native ECM composition. Overall, these straightforward methods for fabricating customized ECM-derived foams and microcarriers may be of interest to both biologists and biomedical engineers as tissue-specific cell-instructive platforms for in vitro and in vivo applications.

The tissue-specific extracellular matrix (ECM) is a key mediator of cell function. This article describes methods for synthesizing pure ECM-derived foams and microcarriers that are stable in culture without the need for chemical crosslinking for applications in advanced 3D in vitro cell culture models or as pro-regenerative bioscaffolds.

Doku spesifik Hücre Kültürü ve Delivery Platform olarak Ekstrasellüler Matriks kaynaklı Köpükler ve mikro Fabrikasyon

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus ...

Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to prevent and treat sexually transmitted infections (STIs). Moreover, many EF technologies focus on encapsulating the active agent, relative to utilizing the surface to impart biofunctionality. Here we describe a method to fabricate and surface-modify poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) electrospun fibers, with the potent antiviral lectin Griffithsin (GRFT). PLGA is an FDA-approved polymer that has been widely used in drug delivery due to its outstanding chemical and biocompatible properties. GRFT is a natural, potent, and safe lectin that possesses broad activity against numerous viruses including human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). When combined, GRFT-modified fibers have demonstrated potent inactivation of HIV-1 in vitro. This manuscript describes the methods to fabricate and characterize GRFT-modified EFs. First, PLGA is electrospun to create a fiber scaffold. Fibers are subsequently surface-modified with GRFT using 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS)chemistry. Scanning electron microscopy (SEM) was used to assess the size and morphology of surface-modified formulations. Additionally, a gp120 or hemagglutinin (HA)-based ELISA may be used to quantify the amount of GRFT conjugated to, as well as GRFT desorption from the fiber surface. This protocol can be more widely applied to fabricate fibers that are surface-modified with a variety of different proteins.

This manuscript describes the procedure to fabricate and characterize Griffithsin-modified poly(lactic-co-glycolic acid) electrospun fibers that demonstrate potent adhesive and antiviral activity against human immunodeficiency virus type 1 infection in vitro. Methods used to synthesize, surface-modify, and characterize the resulting morphology, conjugation, and desorption of Griffithsin from surface-modified fibers are described.

İmalat ve Fiber Griffithsin-modified iskele karakterizasyonu önlenmesi için cinsel enfeksiyonlar iletilen

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...

Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a conventional optical system with an integrating sphere. Measuring systems for the acquisition of the diffuse reflectance and total transmittance spectra are constructed with a broadband white light source, a light guide, an achromatic lens, an integrating sphere, a sample holder, an optical fiber probe, and a multi-channel spectrometer. An acrylic mold consisting of two rectangular acrylic pieces and a U-shaped acrylic piece is constructed to create an epidermal phantom and a dermal phantom with whole blood. The application of a sodium dithionite (Na2S2O4) solution to the dermal phantom enables the researcher to deoxygenate hemoglobin in red blood cells distributed in the dermal phantom. The inverse Monte Carlo simulation with the diffuse reflectance and total transmittance spectra measured by a spectrometer with an integrating sphere is performed to determine the absorption coefficient spectrum &#181;a(&#955;) and the reduced scattering coefficient spectrum &#181;s&#39;(&#955;) of each layer phantom. A two-layered phantom mimicking the diffuse reflectance of human skin tissue is also demonstrated by piling up the epidermal phantom on the dermal phantom.

Here, we demonstrate how agarose-based tissue-mimicking optical phantoms are made and how their optical properties are determined using a conventional optical system with an integrating sphere.

Özel tabanlı doku optik hayaletler diffüz yansıma spektroskopisi için taklit

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the tissue motion and infer or quantify the underlying biomechanical characteristics. For abdominal aortic aneurysms (AAA), biomechanical properties such as changes in the tissue's elastic modulus and estimates of the tissue stress may be essential for assessing the need for the surgical intervention. Abdominal aortic aneurysms US elastography could be a useful tool to monitor AAA progression and identify changes in biomechanical properties characteristic of high-risk patients.
A preliminary goal in the development of an AAA US elastography technique is the validation of the method using a physically relevant model with known material properties. Here we present a process for the production of AAA tissue-mimicking phantoms with physically relevant geometries and spatially modulated material properties. These tissue phantoms aim to mimic the US properties, material modulus, and geometry of the abdominal aortic aneurysms. Tissue phantoms are made using a polyvinyl alcohol cryogel (PVA-c) and molded using 3D printed parts created using computer aided design (CAD) software. The modulus of the phantoms is controlled by altering the concentration of PVA-c and by changing the number of freeze-thaw cycles used to polymerize the cryogel. The AAA phantoms are connected to a hemodynamic pump, designed to deform the phantoms with the physiologic cyclic pressure and flows. Ultra sound image sequences of the deforming phantoms allowed for the spatial calculation of the pressure normalized strain and the identification of mechanical properties of the vessel wall. Representative results of the pressure normalized strain are presented.

Here we describe a method to manufacture aneurysmal, aortic tissue-mimicking phantoms for the use in testing ultrasound elastography. The combined use of computer-aided design (CAD) and 3-dimensional (3D) printing techniques produce aortic phantoms with predictable, complex geometries to validate the elastographic imaging algorithms with controlled experiments.

Abdominal aort hidrojel doku-taklit üretim hayaletler ultrason Elastography doğrulama

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...