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).

פרוטוקול זה מתאר את השימוש בטרמינולוגיה ותכונות ספציפיות בתוכנת SolidWorks המשמשת לעיצוב עובש ושלבי ייצור, אם כי חבילות תוכנה אחרות יכולות לשמש גם כדי להשיג את אותה התוצאה. 1. עיצוב עובש והפקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;d...

<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>

של כל הצעדים שתוארו, עיצוב עובש זהיר הוא הקריטי ביותר להצלחה. אדון העובש יש ליצור כגוף מוצק עם גיאומטריות חיצוניות שווים למכשיר הסופי. צריכה להיות מותאמות גיאומטריות אלה לדין וחשבון על כל הצטמקות חומר בשל אלסטומר נבחר כמו גם רזולוציית מדפסת 3D ואת עמידות. מיקום של קוו?...

דפוס נוזלי להזרקה (LIM) (הידוע גם בהזרקת תגובה) משמש לעתים קרובות לייצור מכשירי אלסטומרי מאלסטומרים תרמופלסטיים, אבל עלויות גבוהות נוסע וציוד דורשות כמות גדולה של הון השקעה מעלה קדמי 1. יתר על כן, לים יכול להיות מאתגר מבחינה טכנית ויקר ליישום במקרים עם גיאומטריה ודרישות לovermolding מורכבות. כתוצאה מכך, זה בדרך כלל לא מעשי להשתמש LIM המסורתי בהיקפים נמוכים במיוחד או עם עיצובי מכשיר בשלב מוקדם, שלעתים קרובות כרוך בתיקונים חוזרים ונשנים. ההליך האופייני לחומרי אלסטומרי הזרקה כולל הזרקת מונומרים נוזל בלחצים סביב 150 psi לתוך תבנית באמצעות מכונות דפוס מיוחדות 2. טמפרטורות ולחצים נשלטים על מנת להבטיח זרימה למינרית ולמנוע אוויר שנלכד בתבנית 3. חומרי גלם הם בדרך כלל מערכות ריפוי בשני חלקים, כגון סיליקון תרופת פלטינה, tכובע נשמרים בתאים נפרדים ומבוקר טמפרטורה לפני הזריקה. שני המרכיבים של חומר הגלם נשאבים לתוך תא ערבוב בלחץ גבוה שמזין לאחר מכן לתוך חלל העובש. אשפרה מושגת על ידי נוכחות זרז כמו גם טמפרטורות סביב 150-200 מעלות צלזיוס 4. תבניות במכונה בדרך כלל מפלדה או אלומיניום לטולרנסים מדויקים ליצור חותם טוב סביב הפרידה קצות 3,5. לרוע המזל, תהליך זה הוא בדרך כלל מתאים יותר לעלויות ייצור בקנה מידה גדולות יותר ניתנו גבוה עובש נוסע, כמו גם את הדרישה למערכות הזרקה ובקרת משוב מיוחדות. דיגום מהיר של פוליאוריטן חלקים (PU), ניתן להשתמש stereolithography (SLA) ליצירת מאסטר עובש ולייצר 6,7 עובש גומי סיליקון. עם זאת, טכניקה זו אינה מתאימה לovermolding מכיוון שקשה להשיג יישור מדויק של רכיבי overmolded, כמו סיליקון הוא, על ידילתכנן, לא מבנה קשיח. יתר על כן, ייצור של מכשירים עם גיאומטריות מורכבות, כגון invaginations או קטעים מתוך חלולים, קשה או בלתי אפשרי. הדרישה לקווים מורכבים או מדויקים עובש פרידה ואלמנטים דקים נוקשה הן לעתים קרובות יותר מאשר לא, עולה בקנה אחד עם תהליך דפוס גומי הנוזלי. תהליכי ייצור אב הטיפוס בקנה המידה האמור או בשלב מאוחר הם לעתים קרובות מעשיים לפיתוח מכשור רפואי בשלב מוקדם, שבו כמה מכשירים צריכים להיות מיוצרים להוכחה של קונספט וכדאיות במחקרים בבני אדם, כפי שקורה לעתים קרובות במעבדה אקדמית והזנק סביבות חברה. העדר חלופות לעתים קרובות משמעות הדבר היא כי אפילו פיתוח בשלב מוקדם הייתי כרוך בעלויות גבוהות, הדורש מפתחי מכשיר רבים כדי להגביל את הפונקציונליות מכשיר או לשים פיתוח בהמתנה בזמן כספים נוספים גדלים. זה תורם להאטה דרמטית של תהליך הפיתוח שכן חלק גדול ממכשירים רפואיים מחדש<html> יישום מקהלה של תכונות מורכבות. קשה גם לממן את הפיתוח יקר של מכשירים כאלה מאז נתונים הוכחה של הקונספט הוא לעתים קרובות לא נקבעו עדיין. נתקלנו במחסום הזה בפרויקט האחרון במעבדה זו, שהיה כרוך בפיתוח של בדיקה intravaginal סיליקון עם חיישנים חשמליים ואופטיים overmolded שדרשו טיפ כמו כוס כדי להתאים גיאומטריות צוואר הרחם שצוינו. התהליך המתואר במאמר זה מתעד הניסיון שלנו לעקוף את מעגל הקסמים הזה ומהירות להגיע להוכחה של קונספט עבור מכשירים רפואיים לים. הטכניקה שמוצגת באיור 1 מפרקת את התהליך לים ל5 פעילויות עיקריות: (1) עובש עיצוב וייצור, (2) הרכבה עובש (3) ערבוב אלסטומר, (4) הזרקת אלסטומר, ו( 5) ריפוי &amp; demolding אלסטומר. &quot;Width =&quot; pg 600 &quot;/&gt; .. איור 1 פרוטוקול סקירה כללית סקירה כללית של הפרוטוקול, הכולל: (1 א) יצירת תבנית בעזרת כלי עיצוב בעזרת מחשב, (1b) 3D הדפסת חתיכות העובש, (2) הרכבת חתיכות העובש באמצעות מוטות וברגים הברגה, ( 3) ערבוב אלסטומר הנוזלי וטוען אותו במזרק, (4) הזרקת אלסטומר הנוזלי לתוך התבנית באמצעות ייבוש שונה, (5 א) ריפוי אלסטומר בתנור בטמפרטורה מבוקרת, ו( 5 ב) demolding מכשיר אלסטומר נרפא מ חתיכות העובש. עיצוב עובש כולל פיתוח של אב עובש בתכנון בעזרת מחשב (CAD) תוכנה, חיסור של המאסטר העובש מבלוק והגדרה מוצק של קווי פרידת עובש. חתיכות עובש שנוצרו ולאחר מכן התאספו באמצעות ברגים, מוטות, ואגוזים עם רכיבי overmolded ממוקמים בחלל העובש. mixin אלסטומרg כולל שילוב החלקים A ו-B של חומר וdegassing גלם כדי להסיר חללי חלל פוטנציאליים בחומר. בשלב הבא, הזרקת אלסטומר כרוך מילוי לחץ מונע מחלל העובש, ואחרי ריפוי אלסטומר בתנור בטמפרטורה מבוקרת על מנת להבטיח crosslinking הכימי של שרשרות הפולימר. פירוק תהליך ההזרקה לשלבים הבאים מאפשר לנו לוותר על ציוד לים מסורתי לטובת חלופות בעלות נמוכות. לדוגמא, במקום עיבוד תבנית מתכת או ליהוק עובש גומי סיליקון ממורה עובש, התבניות שנוצרו מהפרוטוקול המתואר בכתב היד הזה נוצרו מאקריל ניטריל אקרילוניטריל (ABS) פלסטיק באמצעות מודלים התמזגו בתצהיר (FDM) 3D 8,9 מדפסת. בהשוואה לבניית תבניות מתכת או תבניות צד&quot;ל, FDM הוא בדרך כלל תהליך זול יותר ומהיר יותר. ניתן להדפיס תבניות מורכבות למדי במהירות על מדפסת 3D בבית, או במחיר זול המיוצרת על ידי אחד מprintin 3D חוזה הרביםשירותי g זמינים. לדוגמא, עובש 3D מודפס שמונה חלקים מורכבים היה בשימוש כדי להטיל את חללית intravaginal הפגינה בסעיף תוצאות הנציג ומוצג איורים 14 ו15. כל החלקים לתבנית זו ניתן להדפיס בכ 1.5 ימים במדפסת 3D בבית. זמני אספקה ​​לתבניות פשוטות יותר יכולים להיות כמה שעות. אורכו הכולל של הזמן דרוש לאב טיפוס מכשיר באמצעות מדפסות 3D FDM ליצור תבניות דומה לזמן הנדרש כדי להטיל עובש מגומי סיליקון וליצור אב טיפוס פוליאוריטן. עם זאת, באמצעות מדפסות FDM 3D כדי ליצור תבניות מאפשר לכמה דברים שלא יכול בקלות להתבצע באמצעות תבנית הסיליקון: (1) אלסטומרים תרמופלסטיים רבים ניתן להשתמש בם סיפקו את התבנית מודפס 3D יכולה לסבול טמפרטורות ריפוי הנדרשות, (2) בגיאומטריות מורכבות ניתן ליצור עם השימוש בחלקים רבים ושונים עובש וקווי פרדה, ו( 3) שימוש בחלקי תבנית נוקשה מאפשר מדויק וreproduciיישור ble של רכיבי overmolded בתוך חלל העובש. במקום להשתמש במכונה מסורתית לים, המשלבת ערבוב, הזרקה, וריפוי, ניתן להשתמש במיקסר מעבדה כדי להבטיח ערבוב אחיד, ייבוש הותאם להזרקה, ותנור בטמפרטורה מבוקרת סטנדרטי לריפוי. מערכת ההזרקה נוצרה תוך שימוש ברכיבי ה-off-המדף וכרוך בתוספת של קו אספקת לחץ חיובי לתוך תא ייבוש המתחבר למזרק מלא מעורב אלסטומר. שמירת הלחץ קאמרי בייבוש ספסל עליון נשלטת בדרך כלל על ידי שסתום משולש בין התאים, קו אספקת ואקום, ואת האווירה. ייבוש שונה מוסיף קו אספקת לחץ חיובי האכלה לחלק האחורי של בוכנת מזרק. זה מאפשר יצירה של ההפרש בלחץ 40-50 PSI זה מספיק להזרקת חומר נוזלית לתוך חלל העובש. טכניקה זו אפשרה לנו produבדיקות intravaginal סיליקון ce עם חיישנים חשמליים ואופטיים overmolded לאסוף הוכחה של קונספט נתונים עבור שלב I בניסוי קליני. סיליקון נבחר בשל הצורך אדיש ביולוגית, כמו גם את היכולת לעקר עם מגוון רחב של שיטות 10,11. יתר על כן, המכשיר הנדרש גיאומטריה כמו כוס מורכבת ובלתי שגרתית בקצה של החללית שבו חיישנים הממוקמים להתממשק עם צוואר הרחם. ללא השימוש בטכניקה המתוארת, זה היה תהליך הרבה יותר יקר וארוך כדי לייצר התקנים אלה. הסתגלות זו של תהליך LIM מפחיתה את דרישות עלות וציוד בהשוואה לתהליך LIM המסורתי, מה שהופך אותו מעשי לאמץ גישה מהירה ואיטרטיבי לעיצוב מכשירי אלסטומרי.

<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

אלסטומרים אינרטי מבחינה ביולוגית כגון סיליקון הם חומרים נוחים לייצור מכשיר רפואי, אך יוצרים וריפוי אלסטומרים אלה באמצעות תהליכי הזרקת נוזל מסורתיים יכולים להיות תהליך יקר בשל עלויות נוסע וציוד. כתוצאה מכך, זה כבר לא מעשי לשימוש בהזרקה נוזל בעלות נמוכה, יישומי אב טיפוס ודגמים באופן מסורתי. אנחנו פיתחתי שיטה לייצור מהיר ועלות נמוכה של מכשירי הזרקת אלסטומר נוזל יצוקים אשר מנצל מדפסות 3D דוגמנות בתצהיר התמזגו לעיצוב עובש וייבוש שונה כמערכת הזרקה. עלויות נמוכה וזמן אספקה ​​מהיר בטכניקה זו להוריד את הסף לעיצוב איטרטיבי וprototyping מכשירי אלסטומר מורכבים. יתר על כן, מודלים CAD פותחו בתהליך זה יכול להיות מאוחר יותר מותאם לעיצוב נוסע עובש מתכת, מה שמאפשר מעבר קל לתהליך הזרקה מסורתי. יש לנו בשימוש בטכניקה זו כדי לייצר intravagבדיקות inal מעורבת גיאומטריות מורכבות, כמו גם overmolding על חלקי מתכת, תוך שימוש בכלים זמינים בדרך כלל במעבדת מחקר אקדמית. עם זאת, טכניקה זו ניתן להתאים בקלות כדי ליצור התקני הזרקת נוזל שעוצבו עבור יישומים רבים אחרים.

העובש ובדיקת intravaginal בדמויות 14 ו15 מדגים תוצאות נציגו של הנוהל שהוצג במאמר זה. <img alt="איור 14" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig14highres.jpg" width="500" /> 14 עובש איור. התאסף מלא. מלא התאסף עובש למכשיר הבד...

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

אנחנו פיתחתי שיטה בעלות נמוכה ודיגום מהיר של מכשירי הזרקת גומי אלסטומר נוזל יצוקים באמצעות מדפסות 3D הדוגמנות בתצהיר התמזגו לעיצוב עובש וייבוש שונה כמערכת הזרקת נוזל.

דיגום מהיר ועלות נמוכה של מכשירים רפואיים באמצעות 3D מודפס תבניות להזרקת נוזלים

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

בעלות נמוכה cryo-Light Stage מיקרוסקופית ייצור עבור אור בקורלציה / מיקרוסקופית אלקטרונים

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

זיהוי תפוקה גבוהה של חיידקים פולימרים דוחה עבור אביזרים ומכשור רפואי

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

אוטומטית רובוטית טיפול בנוזלים הרכבה של התקנים DNA מודולרי

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

סינתזה של ביולוגית Liquid Crystal אלסטומר קצף כמו פיגומים Cell עבור תא תרבויות מרחבי 3D

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

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

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 מודפס נקבובי תאית Nanocomposite הידרוג פיגומים

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

עיצוב של מקור פתוח, ביודיו בעלות נמוכה ומזון נמס ההבלטה מדפסת תלת-ממד

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