Name: rapid and low-cost prototyping of medical devices using 3d printed molds for liquid injection molding
Uploaded: 2014-06-27T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding at JoVE.com

The authors thank Sungwon Lim for intellectual contributions to device and mold design as well as Jambu Jambulingam and Rebecca Grossman-Kahn for creating intravaginal silicone probes using this process. This work is supported by the Bill and Melinda Gates Foundation, the Vodafone Americas Foundation, and the FDA (2P50FD003793).

Denne protokol beskriver brugen af ​​særlige terminologi og funktioner i SolidWorks software, der bruges til Mold design og produktion trin, selv om andre software pakker kan også anvendes til at opnå det samme resultat. 1.. Mold Design og produktion <ol><li> Design en to-skala skimmel mester ved hjælp af computer-aided design (CAD) software. Specifikke procedurer i formen mester design vil variere afhængig af den specifikke geometri af det ønskede elastomer enhed. Dette og efter...

<ol>
	<li>Painter, P. C., Coleman, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Polymer Science and Engineering. DEStech Publications. , (2009).</li><li>Rosato, D. V., Rosato, M. G., Schott, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+Injection+Molding.">Reaction Injection Molding.</a> Plastics Technology Handbook - Volume. 2, 103-139 (2010).</li><li>Cybulski, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plastic Conversion Process: A Concise and Applied Guide. , (2009).</li><li>Ortiz, H. e. r. n. &. #. 2. 2. 5. ;. n. d. e. z., J, T., Osswald, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+processing+of+silicone+rubber:+Liquid+versus+hard+silicone+rubbers.">Modeling processing of silicone rubber: Liquid versus hard silicone rubbers.</a> Journal of Applied Polymer Science. 119, 10-1002 (2010).</li><li>Dym, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection+Molds+and+Molding:+A+Practical+Manual.">Injection Molds and Molding: A Practical Manual.</a> , (1987).</li><li>Mueller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereolithography-based+prototyping:+case+histories+of+applications+in+product+development.">Stereolithography-based prototyping: case histories of applications in product development.</a> Northcon 95. IEEE Technical Applications Conference and Workshops Northcon. , 305&#8211;310, doi:10.1109/NORTHC.1995.485087. , (1995).</li><li>Hilton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rapid Tooling: Technologies and Industrial Applications., 288, Press: Boca. , (2000).</li><li>Ahn, S. -. H., Montero, M., Odell, D., Roundy, S., Wright, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+material+properties+of+fused+deposition+modeling+ABS.">Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS.</a> Rapid Prototyping Journal. 8 (4), 248-257 (2002).</li><li>Cheah, C. M., Tan, L. H., Feng, C., Lee, C. W., Chua, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+investment+casting:+direct+and+indirect+approaches+via+fused+deposition+modelling.">Rapid investment casting: direct and indirect approaches via fused deposition modelling.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 23 (1-2), 1-2 (2004).</li><li>Harris, A., Wild, P., Stopak, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicone+Rubber+Substrata:+A+New+Wrinkle+in+the+Study+of+Cell+Locomotion.">Silicone Rubber Substrata: A New Wrinkle in the Study of Cell Locomotion.</a> Science. 208 (4440), (1980).</li><li>Moisan, M., Barbeau, J., Moreau, S., Pelletier, J., Tabrizian, M., Yahia, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+sterilization+using+gas+plasmas:+a+review+of+the+experiments+and+an+analysis+of+the+inactivation+mechanisms.">Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms.</a> International journal of pharmaceutics. (1-2), 226-221 (2001).</li><li>Etemadi, M., Chung, P., Heller, J., Liu, J., Rand, L., Roy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+BirthAlert+-+A+Clinical+Device+Intended+for+Early+Preterm+Birth+Detection.">Towards BirthAlert - A Clinical Device Intended for Early Preterm Birth Detection.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 10, (2013).</li><li>Etemadi, M., Chung, 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=Novel+device+to+trend+impedance+and+fluorescence+of+the+cervix+for+preterm+birth+detection.">Novel device to trend impedance and fluorescence of the cervix for preterm birth detection.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2013, 176&#8211;9, doi:10.1109/EMBC.2013.6609466. , (2013).</li><li>Owen, S. R., Harper, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical,+microscopical+and+fire+retardant+studies+of+ABS+polymers.">Mechanical, microscopical and fire retardant studies of ABS polymers.</a> Polymer Degradation and Stability. 64, 449-455 (1999).</li><li>Cassidy, P. E., Mores, M., Kerwick, D. J., Koeck, D. J., Verschoor, K. L., White, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Resistance+of+Geosynthetic+Materials.">Chemical Resistance of Geosynthetic Materials.</a> Geotextiles and Geomembranes. 11, 61-98 (1992).</li><li>Akay, M., Ozden, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+residual+stresses+on+the+mechanical+and+thermal+properties+of+injection+moulded+ABS+copolymer.">The influence of residual stresses on the mechanical and thermal properties of injection moulded ABS copolymer.</a> Journal of Materials Science. 30 (13), (1995).</li></ol>

Af alle de beskrevne trin, omhyggelig støber design er det mest afgørende for succes. Formen mester bør oprettes som et fast legeme med eksterne geometrier svarende til den endelige enhed. Disse geometrier skal justeres for at tage højde for eventuelle materialekrympning på grund af den valgte elastomer samt printer 3D-opløsning og tolerancer. Placering af skimmel skillelinjer og gennemgående huller til gevindstænger og møtrikker er afhængige af hinanden. Tilføjelse delelinjer forøger antallet af lineære og...

Flydende sprøjtestøbning (LIM) (også kendt som reaktion sprøjtestøbning) ofte anvendes til fremstilling af elastomere enheder fra termohærdende elastomerer, men høj værktøj og udgifter til udstyr kræver en stor investering up-front kapital 1. Desuden kan LIM være teknisk udfordrende og dyrt at gennemføre i tilfælde med komplekse geometri og krav til overmolding. Som et resultat, er det typisk upraktisk at bruge de traditionelle LIM i ultra-små mængder eller med tidlige fase apparatkonstruktioner der ofte pådrager iterative revisioner. Den typiske procedure for sprøjtestøbning elastomermaterialer indebærer indsprøjtning af flydende monomerer ved tryk omkring 150 psi i en form ved hjælp af specialiseret støbning maskiner 2. Temperaturer og tryk kontrolleres for at sikre laminar strømning og forhindre, at luft fanget i formen 3. Råmaterialer er typisk todelte sikre systemer, såsom platin kur silikone, that holdes i adskilte og temperatur kontrollerede kamre før injektion. Begge dele af råmateriale pumpes ind i en højtryks-blandekammer, der efterfølgende indføres i formhulrummet. Hærdning opnås ved tilstedeværelsen af en katalysator samt temperaturer omkring 150-200 ° C 4. Forme er typisk fremstillet af stål eller aluminium til præcise tolerancer for at skabe en god tætning omkring afskeden kanter 3,5. Desværre er denne proces er generelt mere velegnet til større skala produktion givet høj formstøbning omkostninger samt kravet om specialiserede injektion og feedback kontrolsystemer. Til hurtig fremstilling af prototyper af polyurethan (PU) dele, er det muligt at anvende stereolitografi (SLA) for at skabe en form master og producere en silikonegummi støber 6,7. Denne teknik er ikke egnet til overstøbning da det er vanskeligt at opnå præcis tilpasning af Overmolded komponenter, da silikonen er veddesigne, ikke en stiv struktur. Desuden produktion af enheder med komplekse geometrier, såsom invaginationer eller udhulet sektioner, er vanskeligt eller umuligt. Kravet om komplekse eller præcise skimmel skillelinjer og stive tynde elementer er oftere end ikke, er uforenelig med den flydende gummi støbeproces. De førnævnte produktions-skala eller sene prototyping processer er ofte upraktisk for den tidlige fase medicinsk udstyr udvikling, hvor nogle enheder skal der skal udarbejdes til proof-of-concept og gennemførlighed i humane undersøgelser, som det ofte er tilfældet i akademiske laboratorium og start-up virksomhed miljøer. Manglen på alternativer ofte betyder, at selv den tidlige fase udvikling ville pådrage sig store omkostninger, der kræver mange enheder udviklere til at begrænse enhedens funktionalitet eller sætte udviklingen på hold, mens yderligere midler er rejst. Dette bidrager til en dramatisk opbremsning af udviklingsprocessen, da en stor del af medicinsk udstyr re<html> anskaffe implementering af komplekse funktioner. Det er også vanskeligt at finansiere den dyre udvikling af sådanne anordninger siden proof-of-concept data ofte endnu ikke etableret. Vi stødte på denne vejspærring i en nylig projekt inden for dette laboratorium, der er involveret i udviklingen af ​​en silicone intravaginal sonde med overstøbt elektriske og optiske sensorer, der krævede en kop-lignende spids at opfylde specificerede livmoderhalskræft geometrier. Det beskrives i denne artikel proces dokumenterer vores forsøg på at omgå denne onde cirkel og hurtigt nå proof-of-concept for LIM medicinsk udstyr. Teknikken er vist i figur 1 dekonstruerer LIM processen i 5 hovedaktiviteter: (1) støber design og-produktion, (2) skimmel montage (3) elastomer blanding, (4) elastomer injektion, og (5) elastomer kurere &amp; afformningstider. pg &quot;width =&quot; 600 &quot;/&gt; .. Figur 1 Protokol Overblik Overblik af protokollen, hvilket indebærer: (1a) at skabe en form ved hjælp af computer-aided design værktøjer, (1b) 3D-print støbeformdelene, (2) at samle støbeformdelene ved hjælp af gevindstænger og skruer, ( 3) at blande flydende elastomer og lægger det i en sprøjte (4) indsprøjtning af væsken elastomer i formen ved hjælp af en modificeret ekssikkator, (5a) kurere elastomer i en temperaturstyret ovn, og (5b) afformningen den hærdede elastomer enheden fra støbeformdelene. Mold design indebærer udvikling af en støbeform mester i computerstøttet design (CAD) software, subtraktion af formen mester fra en solid blok og definition af skimmel skillelinjer. Mold stykker er skabt, og derefter samles ved hjælp af skruer, stænger, og nødder med overstøbt komponenter placeret i formen hulrum. Elastomer mixing indebærer kombinerer del A og B af råvarer og afgasning for at fjerne eventuelle hulrum i materialet. Dernæst elastomer injektion omfatter trykdrevne fyldning af formhulrummet, efterfulgt af en temperaturstyret ovn elastomer hærdning for at sikre kemisk tværbinding af polymerkæderne. Nedbryde sprøjtestøbning proces i disse trin gør os at give afkald på den traditionelle LIM udstyr til fordel for billige alternativer. For eksempel, i stedet for bearbejdning af en metalform eller støbning silikonegummi mug fra en støbeform mester formene skabt af protokollen beskrevet i dette manuskript blev skabt fra acrylonitril-butadien-styren (ABS) plast ved hjælp af en smeltet deposition modellering (FDM) 3D printer 8,9. I forhold til opbygning af metal forme eller SLA forme, FDM er generelt en billigere og hurtigere proces. Temmelig komplekse forme kan udskrives hurtigt på en in-house 3D-printer eller billigt fremstillet ved en af ​​de mange 3D på kontrakt printing tjenester tilgængelige. For eksempel blev en kompleks otte stykke trykt 3D Støbeform til den demonstreret intravaginal sonde i repræsentative resultater sektion og vist i figur 14 og 15. Alle dele til denne mug kan blive trykt i cirka 1,5 dage, en in-house 3D-printer. Behandlingstider for enklere skimmelsvampe kan være et par timer. Den samlede længde af tid nødvendig til prototype en enhed ved hjælp af FDM 3D-printere til at skabe forme svarer til den tid, der kræves for at kaste en støbeform ud af silikone gummi og skabe en polyurethan prototype. Men ved hjælp af FDM 3D-printere til at skabe forme giver mulighed for flere ting, der ikke kan nemt gøres ved hjælp af en silicone skimmel: (1) mange termohærdende elastomerer kan anvendes, forudsat at 3D-printet mug kan tåle de nødvendige hærdetemperaturer, (2) komplekse geometrier kan oprettes med brug af mange forskellige skimmel stykker og skillelinjer, og (3) anvendelse af stive støbeformdele giver præcis og reproducerbarhedwas tilpasning af Overmolded komponenter i formhulrummet. I stedet for at anvende en traditionel LIM maskine, som kombinerer blanding, injektion og hærdning, er det muligt at anvende en laboratorieblander at sikre homogen blanding, en modificeret ekssikkator til injektion, og en standard temperaturstyret ovn til hærdning. Indsprøjtningssystemet blev oprettet ved hjælp off-the-shelf komponenter og indebærer tilsætning af et positivt tryk forsyningsledning i ekssikkatoren, der forbinder til en sprøjte fyldt med blandet elastomer. Afdeling overtryk i bænk top desiccators typisk styret af en trevejsventil mellem kamrene, et vakuum forsyning linje, og atmosfæren. Den modificerede ekssikkator tilføjer et positivt tryk fødeledningen fodring til bagsiden af ​​et sprøjtestempel. Dette muliggør etablering af en 40-50 psi trykforskel, som er tilstrækkelig til flydende materiale indsprøjtning i formhulrummet. Denne teknik tillod os at produce silikone intravaginale prober med overstøbt elektriske og optiske sensorer til at indsamle proof-of-concept-data for et fase I klinisk forsøg. Silikone blev valgt på grund af behovet for biologisk indifferens samt evnen til at sterilisere med en række forskellige metoder 10,11. Endvidere indretningen krævede en kompleks og utraditionel koplignende geometri ved spidsen af ​​sonden, hvor sensorerne er placeret til at kommunikere med livmoderhalsen. Uden brug af den beskrevne teknik, ville det have været en meget mere kostbar og langvarig proces til fremstilling af disse enheder. Denne tilpasning af LIM-processen reducerer omkostningerne og udstyr i forhold til den traditionelle LIM processen, hvilket gør det praktisk at indføre en hurtig og iterativ tilgang til design elastomere enheder.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1434">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ABS Model Material</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>P430</td>
			<td>Model Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soluble Support Material</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>SR-30</td>
			<td>Support Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Underwater Silicone Sealant, 2.8 Oz Tube, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>7327A21</td>
			<td>Silicone RTV for sealing gaps at mold parting lines (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, 1/8&#34; ID, 1/4&#34; OD, 1/16&#34; Wall Thickness, Ultra-chemical-resistant Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5046K11</td>
			<td>Forms runner/sprue adapter between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Male Quick-turn (Luer lock) X 1/8&#34; Tube Barb, Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K123</td>
			<td>Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Staight, Female Quick-turn (Luer lock) X 1/8&#34; Tube Barb, Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K213</td>
			<td>Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cap, Female Quick-turn (Luer lock), Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K315</td>
			<td>Cap to prevent silicone from leaking out of mold after injection (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Silicone Rubber (LSR) 30 - 10:1, Implant Grade</td>
			<td>Applied Silicone Corporation</td>
			<td>PN40029</td>
			<td>Substitute with the elastomer of your choice.&#160; This is the one used for the intravaginal probe (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (BD), 1mL Slip-Tip, non-sterile clean, bulk</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-00</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (BD), 1mL Slip-Tip, non-sterile clean, bulk</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-04</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 20mL, Open Bore, Solid Ring Plunger and Grip</td>
			<td>Qosina Corporation</td>
			<td>C1200</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material.&#160; Open bore is used for very viscous elastomers. (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle (BD), Non-sterile Clean with Shields, 18 gauge X 1.5&#34; Lg., Stainless Steel, BD Bulk&#160;</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-76</td>
			<td>Used for removing air column between syringe plunger and elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Cups, 12 Oz., Clear</td>
			<td>Safeway</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Bag, Open-Top, Flat, 5&#34; Width X 6&#34; Height, 2-MIL Thk.</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>1928T68</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber Band, Latex Free, Orange, Size 64, 3-1/2&#34; L X 1/4&#34; W</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>12205T96</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm Wrap, 4&#34;W</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06720-40</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Barrels with Stoppers, Luer Lock, Air Operated,&#160; 50mL</td>
			<td>EWD Solutions</td>
			<td>JEN-JG50A-15</td>
			<td>Smaller syringes can be used if less elastomer is required, but make sure it is compatible with Air Operated Syringe Adapter in injection chamber (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealant Tape, Pipe Thread, 50&#39;Lg X 1/4&#34; W, .0028&#34; Thk, 0.5 G/CC Specific Gravity&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4591K11</td>
			<td>Teflon Tape for air-tight seals around at threads (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blades, Disposable, No. 22</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21909-646</td>
			<td>Used for cutting tubing and demolding (Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21903-005</td>
			<td>&#160;(Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Propanol, J. T. Baker</td>
			<td>VWR</td>
			<td>JT9334-3</td>
			<td>&#160;(Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>uPrint Plus SE 3D Printer</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>uPrint Plus SE</td>
			<td>Other 3D printers can be used (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw, Cap, Hex Head,&#160; 1/4&#34;-28 , 2-1/2&#34; Lg, 18-8 Stainless Steel</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>92198A115</td>
			<td>Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nut, Hex, 1/4&#34;-28, 7/16&#34; Wd, 7/32&#34; Height, 18-8 Stainless Steel&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>91845A105</td>
			<td>Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stud, Fully Threaded, 1/4&#34;-28, 1&#34; Lg, 18-8 Stainless Steel&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>95412A567</td>
			<td>Threaded-rods can be cut to desired length and are used with nutes to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary Centrifugal Mixer</td>
			<td>THINKY USA Inc.</td>
			<td>ARE-310</td>
			<td>Mixers are strongly recommended for fine mixing and to reduce degassing time, but hand mixing is fine (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Weigh Scale</td>
			<td>Mettler-Toledo International Inc.</td>
			<td>EL602</td>
			<td>&#160;(Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccant Vacuum Canister, Reusable,&#160; 10-3/4&#34; OD</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>2204K7</td>
			<td>This desiccator is used for degassing the elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom 3D-Printed Mixer-to-Cup Adapter</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Modeled in Solidworks CAD and 3D printed (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, Smooth Bore, 1/4&#34; ID, 1/2&#34; OD, 1/8&#34; Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5624K51</td>
			<td>Tubing outside of Desiccator (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, Smooth Bore, 3/8&#34; ID, 5/8&#34; OD, 1/8&#34; Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5624K52</td>
			<td>Tubing to adapt to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Reducer, Straight, Vacuum Barb 3/8&#34; Tube ID X Vacuum Barb 1/4&#34; Tube ID, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K188</td>
			<td>Adapt Tubing outside Desiccator to Tubing leading to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp, Hose &#38; Tube, Worm-Drive, for 7/32&#34; to 5/8&#34; OD tube, 5/16&#34; Wd., 316 SS</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5011T141</td>
			<td>Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp, Hose, Smooth-Band Worm-Drive, for 1/2&#34; to 3/4&#34; OD tube, 3/8&#34; Wd., 304 SS</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5574K13</td>
			<td>Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Tee, Vacuum Barb 1/4&#34; Tube ID, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K138</td>
			<td>Tee Junction between Vacuum, Three-way T-valve on Desiccator, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Tee, 1/4 NPT Female X Female X Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>50785K222</td>
			<td>Tee Junction between Pressure Gauge, Chamber, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valve, Ball, Straight, T-Handle, 1/4 NPT Female X Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4082T42</td>
			<td>Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4&#34; ID Tube X 1/4 NPT Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K132</td>
			<td>Adapter for Three-way L-valve-to-Tubing (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saw, Hole, Bimetal. 1-3/8&#34; OD, 1-1/2&#34; Cutting Depth</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A25</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbor, 9/16&#34; to 1-3/16&#34; Saw, 1/4&#34; Hex</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A76</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbor Adapter for 1-1/4&#34; Thru 6&#34; Dia Hole Saws</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A77</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Straight, Through-Wall, 1/2 NPT Female, Polypropylene</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>36895K141</td>
			<td>Throughwall fittings leading to Pressure/Vacuum Gauges (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Reducing,&#160; Bushing, Hex, 1/2 NPT Male X 1/4 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4429K422</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Reducing, Bushing, Hex, 1/4 NPT Male X 1/8 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4757T91</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4&#34; ID Tube X 1/8 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K124</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Adapters, Air Operated, 30/50mL</td>
			<td>EWD Solutions</td>
			<td>JEN-JG30A-X6</td>
			<td>Air operated syringe adapter on the inside of the Desiccator; must be compatible with syringes used to hold elastomer (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauge, Dual-Scale Vacuum, 2-1/2&#34; Dial, 1/4 NPT Male, Bottom Connector, 30&#34; Hg-0, Steel Case</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4002K11</td>
			<td>Vacuum Gauge (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauge, Dual-Scale Vacuum and Compound, 3-1/2&#34; Dial, 1/4 NPT Male, Center Back, 30&#34; Hg-0, 100 PSI, Steel Case</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4004K616</td>
			<td>Pressure Gauge leading to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oven, Vacuum, Isotemp, Economy&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>280A</td>
			<td>Standard non-vacuum oven can be used (Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks CAD</td>
			<td>Dassault Syst&#232;mes</td>
			<td>Solidworks Research Subscription</td>
			<td>Other CAD Software can be used for mold master and mold design (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid and low-cost prototyping of medical devices using 3d printed molds for liquid injection molding

Biologisk inaktive elastomerer såsom silikone er gunstige materialer til medicinsk udstyr fabrikation, men formning og hærdning disse elastomerer ved hjælp af traditionelle flydende sprøjtestøbning processer kan være en dyr proces på grund af værktøj og udstyr omkostninger. Som et resultat, har det traditionelt været upraktisk at bruge flydende sprøjtestøbning for billige, rapid prototyping applikationer. Vi har udviklet en metode til hurtig og billig produktion af flydende elastomer sprøjtestøbte enheder, der udnytter Fused deposition modellering 3D-printere til skimmel design og en modificeret ekssikkator som en injektion system. Lave omkostninger og hurtig ekspeditionstid i denne teknik sænke barrieren iterativt designe og prototyper komplekse elastomer enheder. Desuden kan CAD modeller udviklet i denne proces senere tilpasset til metal formstøbt konstruktion, der muliggør en let overgang til en traditionel sprøjtestøbning. Vi har anvendt denne teknik til fremstilling intravagoner, sonder, der involverer komplekse geometrier, samt overmolding over metal dele, ved hjælp af værktøjer almindeligt tilgængelige inden for en akademisk forskningslaboratorium. Dog kan denne teknik let kan tilpasses til at skabe flydende sprøjtestøbte enheder til mange andre anvendelser.

Formen og intravaginal sonde i figur 14 og 15 viser repræsentative resultaterne af proceduren præsenteres i denne artikel. <img alt="Figur 14" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig14highres.jpg" width="500" /> Figur 14. Fuldt samlet Mold. Færdigmonteret støbeform til intravaginal sonde enhed. <img alt="Figur...

Watch this Scientific Journal Video about Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding at JoVE.com

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

Vi har udviklet en metode til billige og hurtige prototyper af flydende elastomer gummi sprøjtestøbte enheder ved hjælp af smeltet deposition modellering 3D-printere til skimmel design og en modificeret ekssikkator som en flydende indsprøjtningssystem.

Hurtig og Lavprisselskaber Prototyping af Medical Devices Brug 3D Trykt støbeforme til flydende Injection Molding

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

High-throughput bestemmelse af bakterier Repellent Polymerer til medicinsk udstyr

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

Automatiseret robot flydende håndtering forsamling af modulære DNA enheder

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

Syntese af Biokompatible Liquid Crystal Elastomer Skum som Cell Stilladser til 3D Spatial Cell Cultures

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

Fabrikation af brugerdefinerede Agarosen Wells for celle såning og væv Ring samlesæt bruger 3D-trykt forme

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

3D trykt porøse Cellulose Nanocomposite Hydrogel stilladser

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

Design af en Open Source, Low-Cost Bioink og Food Melt Ekstrudering 3D Printer

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...