Name: manufacturing abdominal aorta hydrogel tissue-mimicking phantoms for ultrasound elastography validation
Uploaded: 2018-09-19T13:30:00
Duration: 9 min 32 s
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この作品は、賞号を通じて健康の国民の協会の進めるトランスレーショナル科学センターによって支えられました。UL1 TR000042 と生体イメージング研究所工学賞号を通じて健康の国立研究所R21 EB018432。

著者が明らかに何もありません。

テストのエラストグラフィまたは弾性イメージング アルゴリズムで使用する組織模倣ファントムを製造する手法を提案する.CAD や 3 D プリントの併用により、複雑なジオメトリの場合、瘤状の膨らみを含む管状のファントムを超えると大動脈の模倣したファントムの効率的な設計のため。ファントムの作成は、4 つのステップで行われます1 設計ファントムの幾何学、2) ファントム金型部品の印刷、3) 超音波の特性とファントムの血管の機械的特性と 4) を注いで/注入、レゾルシノールーアセトアルデヒドの模倣が最終的にレゾルシノールーアセトアルデヒド ソリューションの混合金型からの凍結融解と幻の除去と PVA c を設定、金型にソリューションです。CAD を手順 1 で取得した金型の設計により、正確にファントムのジオメトリを変更するための簡単な手段です。金型部品の印刷印刷のサイズによって約 5-8 時間は現在、したがって、金型に繰り返し変更を簡単に行うことが.
ステップ 3 で、レゾルシノールーアセトアルデヒド ソリューションは、組織の米国の散布を模倣した炭酸カルシウム粒子容器、動脈瘤と背景の組織を模倣するように作成されます。レゾルシノールーアセトアルデヒド ソリューションは、カルシウム粒子の混合物から定住している場合は、使用する前に攪拌する必要があります。レゾルシノールーアセトアルデヒドの混合物の正確な濃度はファントムの最終的な機械的性質を決定します。したがって、それぞれの幻の船および背景で使用されるソリューションの独立したサンプルを作成する重要です。ここのプロトコルの一部では、一軸引張試験を使用してサンプルの弾性率の独立した測定を取得必要があります。代表的な結果は、10%、15%、20%、25% のファントムの PVA c サンプルの独立した機械試験は 17.4 ± 1.0 kPa、48.3 ± 5.7 kPa、95.1 ± 0.4 kPa、170.0 ± 4.1 kPa のせん断弾性係数をそれぞれ測定しました。
ステップ 4 は、これらのファントムを作成する最も重要なステップです。登録ピンが他の人を基準にして、適切な位置で金型部品を維持する場所に、金型部品の成形プロセス中に区切らないでくださいいることを確認することが重要です。したがって、金型を保持するクランプを使用します。ステップ 4 の最も重要な考慮事項は、最初の凍結融解サイクル前に金型内に閉じ込められた気泡を最小限に抑えるためです。外側の金型の一方の側を分解し、ファントムを検査後最初の凍結融解サイクル形式が正しくことを確認するに便利です。これは、追加のサイクルを「悪い」ファントムを入れて無駄な時間を節約できます。怪人は完全金型から削除されるとは、継続して使用して数週間水に格納できます。
この研究で開発された PVA c ファントムは、特に大動脈組織の超音波と材料の剛性を模倣するように作成されました。ポリビニル アルコール レゾルシノールーアセトアルデヒドの使用できます大動脈組織材料33,34のようなより多くのゴムと比較して材質変更可能な機械剛性よりよい模倣するの広い範囲。また、ハイドロゲルと鋳造の使用はより良い鋳造ゴムまたは直接 3 D 印刷素材33,45の音響特性をキャプチャします。いくつかの空気の泡は、最初の凍結融解サイクル前に金型に閉じ込められてしまうことができます。これは幻にギャップが発生し、重大な欠陥や音響アーティファクトに 。したがってかどうか、は、プロセスを再起動する必要がありますを決定する最初の凍結融解後の金型からファントムを検査することをお勧めします。さらに、著者は、内側の金型がファントムの動脈瘤の部分の凍結中に移ることができる時を発見しました。この場合、上記のプロトコルの変更の 1 つはしっかりとこのセクションの凍結中に前方外側の金型に内部ルーメン金型を保持する 3 D 印刷、またはそれ以外の場合設計、部品を作成するでしょう。著者は、外側型と後方外側型と内側の金型の間 5 mm のスペーサーの後部側を使用してこの目的のためにうまく動作することを発見しました。
ここで開発したファントムは、元の CAD ファイルを編集することにより動脈瘤径と管腔膜厚の変化の影響や可能性のある組織で血栓の存在を勉強に最適です。ただし、前の仕事はまた示されて 3 D を作成するための CAD 設計印刷ファントム金型でなくこの製造技術は、コンピューター断層撮影画像と領域分割ソフトウェアを使用して患者固有ファントム ジオメトリを生成する変更できます、44。 ここに示した結果を示すアルゴリズムをファントムのセクションの機械的性質の製造の変化を可視化することができた。これらのファントムは、米国ベースのイメージング テクニックをテストに使用された、彼ら、磁気共鳴コンピューター断層撮影の画像処理システムと互換性でがもあると彼らはまた、イメージング、広いのための弾力性の目的を超えて使用することがあります、それは注意してください。新規イメージング技術とモダリティの範囲。

腹部大動脈瘤 (AAA) は、大動脈分岐1近く優先的に発生する大動脈の焦点の引き伸ばしです。示唆している多くの理論が、病因が多因子、遺伝的、環境動態、行動の要因2,3AAA 形成の正確な原因は不明です。腹部大動脈瘤の診断を非侵襲的イメージング技術を使用して取得できる、患者固有の破裂リスクの予測は正確な4,5,6ないです。手術は、大動脈破裂のリスクを減らすことができますが、大動脈の手術による修復が関連する罹患率と死亡率7の高率を運ぶ。現在の外科的手法は、破裂の患者のリスクを予測するのに「最大サイズ基準」または、動脈瘤の最大の絶対的な直径を使用します。残念ながら、それも確立されて動脈瘤はまだ以下の外科的修復、任意の大きさの動脈瘤を持つ患者が破裂8,9,のいくつかのリスクを運ぶことを意味臨床的に許容できるサイズ破裂10,11,12,13。 さらに、多くの患者利益13なし手術のリスクにさらされている意味、真破断リスクの可能性の過剰推計を破裂リスクの履歴レポートには知られています。動脈瘤の手術を受ける患者さんのリスク便益比を成層化する患者固有の破裂リスクのより正確な評価が必要です。
それは、AAA 内の空間の応力分布が破断の可能性を決定する上で非常に重要で、最大径14,15,16,17よりもより良い指標があります示されています。,18. AAA 破裂のメカニズムを調査する最近の研究のほとんどが x 線断層撮影 (CT) 画像からセグメント化されたジオメトリを使用して、人口の平均測定大動脈組織の機械的性質前のヴィヴォ。有限要素 (FE) モデルは、容器・壁応力14,15,16,17,18を予測に使用されます。ただし、次の組織の切除、機械的性質が決定される、ためにじゃない明確な結果のモデルが正確に生成される生体内で患者固有応力を描写するかどうか。これらの研究は通常同種血管壁材料特性を仮定し、大動脈壁の血栓19,20,21,22 非常に異種の構造について考慮していません ,23,24,25。
超音波を用いた弾性イメージング、診断し、疾患病態26のさまざまな監視に臨床的に使用されます。この技術は、軟部組織の物理的な相互作用を調査する非侵襲的な手段を提供します。血管弾性イメージングは、スクリーニングの臨床の米国評価のモダリティをイメージングおよび AAAs の監視の補助として使用されています。これらの技術の組み合わせは、両方のジオメトリ情報、相対的な剛性と剛性変化などの直径、長さ、機械データなどを提供します。多くの弾性イメージング技術には、測定可能な組織の変形を誘導する外部負荷が必要ですが、ここで測定する組織運動が心臓の鼓動によって引き起こされる大動脈の圧力の変化によって誘導されます。空間的血管変形のひずみ場を解決する多数の方法を公開されている、ただし、これらのメソッドの検証研究が人間の患者、動物モデル、または前のヴィヴォ組織サンプル27,28 に限られています。 ,29,30,31,32。日には、ほとんどのメソッドを空間様々 な材質27,29カスタム形状の作品の します。
私たちは様々 な関連する大動脈の形状や米国エラストグラフィ技術を検証するための材料の特性に合わせた対応、組織模倣のファントムを製造する方法をご紹介します。印刷可能なゴム米国に高減衰が知られている、後で手段を持っていない以前のグループは、3 D 印刷技術33,34を使用して AAA ジオメトリを模倣する複雑なジオメトリ ファントムを設計することがされているが、その材料の特性。ファントムは、以前示されている維管束組織プロパティ35を模倣するために理想的であるポリビニル アルコール レゾルシノールーアセトアルデヒド (PVA c) から作られています。これらのファントムは、米国、磁気共鳴, と elastographic イメージング36,37,38で使用できます。大動脈瘤の形状は Vorpらによって作成されたシミュレーション モデルを同様に設計されました14. 容器 22.5 mm の公称直径を有し、動脈瘤膨らみ、64 mm の膨らみの長さ、直径 47 mm 偏心 (β = 0.6) 幻の前方側に14 。最後のセクションでは、15 mm の遠位の直径と腸骨の分岐を模倣します。ファントムは厚さが一定の約 5 mm. ラガバン 0.23 4.26 から AAA の容器の厚さの範囲、小規模な研究で報告されたらに選ばれた mm、1.48 mm39の中央値。そのスペクトルの大きい方の端に船公称厚さに選ばれましたここで改善期待と懸念を製造 3 D 印刷技術は成形することができる最小のファントムの厚さを向上させます。ファントムの金型が CAD で設計された、3 D の市販プリンターおよびフィラメントを使用してが印刷されます。
金型は、射出、PVA 溶液で満たされ、凍結/解凍サイクル (-20 ° C から 20 ° C) c PVA ポリマーを架橋しゲルの重合のシリーズを受けます。PVA c の弾性係数は、PVA c ゲルまたは凍結融解サイクル数の濃度を変えることによって制御されます。容器の内部ルーメンから削除するファントムの必要な損失金型の動脈瘤のセクション。これは、ポリビニル アルコール、3 D プリンター フィラメント (PVA) の使用によって達成されました。PVA c パウダーと同様に化学的に、PVA 繊維凍結時は重合していないのでなど、PVA c が設定された後は、この水に溶解することができます。その他のサンプルの金型は同じ PVA c 濃度の「犬の骨」構成で引張試験片を作成する印刷されます。これらの型は、同じ凍結/解凍サイクルを受ける、ファントムのセクションの弾性係数を個別に測定する引張試験のため使用されます。背景素材は、柔らかい PVA c、後腹膜40,41の組織を模して作られた製造されました。この背景のファントムは、4 cm 内径、外径は 16.5 cm 16.5 cm の長さと均一な軸対称筒状の管として製造されました。5 %pva 溶液から作られ合計 2 つの凍結融解を受けます。
最終的な AAA ファントムだった背景ファントムに置かれ、管継手とクランプ、生理周期の流れと圧力ファントムに変形するように設計循環水ポンプを介して接続されました。ポンプの速度は hz 超変形ファントムの音像を集め、約 1 の率で約 6-7 kPa の圧力パルスを提供する設定され、正規化された圧力歪みの違いを識別するために計算された、空間的機械的性質を変化させます。正規化されたひずみ血管領域内で画像が表示されます圧力の代表の結果。均質ファントムを基準にして、硬めの不均質ファントムの正規化されたひずみの増加の地域差は、動脈壁硬化とそれを測定する当社の能力の違いを示しています。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:983px;" width="982">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">PLA filament</td>
			<td style="width:369px;">MatterHackers, MatterHackers.com</td>
			<td style="width:179px;">MEEDKTKU</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">PVA filament</td>
			<td style="width:369px;">MatterHackers, MatterHackers.com</td>
			<td style="width:179px;">M4MJTECR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">LeakSeal</td>
			<td style="width:369px;">RPM International Inc., Rustoleum.com</td>
			<td style="width:179px;">265495</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:268px;">Polyvinyl alcohol powder (Elvanol 71-30)</td>
			<td style="width:369px;">DowDuPont Inc., ChemistryStore.com</td>
			<td style="width:179px;">SKU: 81015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Calcium Carbonate Powder</td>
			<td style="width:369px;">greenwaybiotech.com via amazon.com</td>
			<td style="width:179px;">Amazon: B00HFFCBYQ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:268px;">Tacky Wax</td>
			<td style="width:369px;">bards.com via amazon.com</td>
			<td style="width:179px;">Bards: BB759 
			Amazon: B016KBDYRS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Rostock max 3D Printer</td>
			<td style="width:369px;">SeeMeCNC, seemecnc.com</td>
			<td style="width:179px;">SKU: 84459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Onshape CAD software</td>
			<td style="width:369px;">OnShape, onshape.com</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Mattercontrol printer software</td>
			<td style="width:369px;">MatterHackers, MatterHackers.com</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:268px;">Mikro-Cath pressure catheter and device</td>
			<td style="width:369px;">Millar, Inc., millar.com</td>
			<td>4501016/B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">BNC digital acquisition</td>
			<td>National Instruments Corporation, ni.com</td>
			<td style="width:179px;">NI USB-6251 BNC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">clear cast acrylic sheet</td>
			<td align="left">mcmaster-carr Supply Company, mcmaster.com</td>
			<td>8560K274</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:268px;">Cole-Parmer Stopcocks with Luer Connections; 3-way; male lock, Non-sterile</td>
			<td style="width:369px;">Cole-Parmer, coleparmer.com</td>
			<td style="width:179px;">EW-30600-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Disposable Syringes (60 mL, Luer lock)</td>
			<td style="width:369px;">Cole-Parmer, coleparmer.com</td>
			<td style="width:179px;">EW-07945-28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6 Inch Ratchet Bar Clamp / 12 Inch Spreader</td>
			<td>Tekton, Inc., www.tekton.com</td>
			<td style="width:179px;">39181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Tygon PVC Clear Tubing</td>
			<td align="left">mcmaster-carr Supply Company, mcmaster.com</td>
			<td>6516T53</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">MTS Qtest Q/5</td>
			<td style="width:369px;">MTS Systems Corperation, www.mts.com</td>
			<td style="width:179px;">4501016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">MTS 5N Load Cell</td>
			<td style="width:369px;">MTS Systems Corperation, www.mts.com</td>
			<td style="width:179px;">4501016/B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Abaqus FEA</td>
			<td style="width:369px;">Dassault Syst&#232;mes, 3ds.com</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

manufacturing abdominal aorta hydrogel tissue-mimicking phantoms for ultrasound elastography validation

(米国) 超音波エラストグラフィまたは弾性イメージングは、組織運動の測定し推論または基になる生体力学的特性を定量化する軟部組織の連続米国画像を利用したイメージングの補助です。腹部大動脈瘤 (AAA)、組織の弾性率と組織ストレスの推定値の変化などの生体力学的特性は外科的介入の必要性を評価するために不可欠な場合があります。腹部大動脈瘤米国エラストグラフィは AAA の進行を監視し、高リスク患者の特徴的な生体力学的特性の変化を識別する便利なツールかもしれない。
AAA 米国エラストグラフィ技術の開発における予備的な目標は、知られている特性を持つ物理的に関連するモデルを用いた手法の検証です。ここで物理的に関連するジオメトリと材料特性の空間変調 AAA 組織模倣ファントムの生産のためのプロセスを提案する.これら組織ファントム米国プロパティ、材料係数、および腹部の大動脈瘤の形状を模倣することを目指してください。組織ファントムは、ポリビニル アルコール レゾルシノールーアセトアルデヒド (PVA c) を使用して、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して作成された 3 D プリント パーツを使用して成形品に作られています。PVA c の濃度を変えることによって、レゾルシノールーアセトアルデヒドの重合に使用される凍結融解サイクルの数を変更して、ファントムの弾性率が制御されます。AAA ファントムは、循環ポンプ、生理学的繰返し圧力およびフローをファントムに変形するように設計に接続されます。正規化圧力歪みの空間計算および血管壁の力学物性の同定に使用される変形のファントムの超音像正規化圧力ひずみの代表の結果が掲載されています。

カテーテルにより測定した最小値と最大圧力のファントムを模倣した容器の代表 B モード画像が表示されます (図 4b 4 c、それぞれ)。圧力正規化ひずみ (εp/グリップ) in%/kPa は、4 つの異なる製造されたファントム (図 5) に対して表示されます。図 5 10% 質量 PVA c ソリューション製均質ファントム内で測定された圧力正規化歪みを示しています。前四半期 (画像上) で平均ひずみにファントムの後部四半期 (画像下) の中で、平均ひずみの比 0.92 であった。図 5bの質量 PVA c ソリューションによって 15% と幻の残りで製造された幻の動脈瘤のセクションでファントム/グリップによって作られた 10% を使用して質量 PVA c εpを示しています。このファントムの前方のひずみに後方の比率は、1.87 をことが判明しました。図 5cを示しています εp20% 質量、PVA c 4.23 の前方ひずみ比の後部と異種ファントムの/グリップ。図 5d εpを示しています 7.37 の前方ひずみ比の後部と質量、PVA c が 25% と異種のファントムの/グリップ。
ここに示された結果を示す複雑なジオメトリと材料特性の空間的に変化と腹部大動脈のファントムが作成されています。ファントム形状の設計、またはより具体的に、ファントムの金型が行われた幻のジオメトリ変更 (図 1と1 b) を容易にするコンピューターのソフトウェアを使用しています。印刷して組み立て、金型が容易に 3 D にすることができます、複雑な金型形状は、PVA 繊維と同様、削除されたロスト ワックスを使った印刷ができる鋳造技術。最終船ファントム動的に加圧することができます (図 4、) 大きい負荷の下で安定している.超音波と互換性のあるファントム画像 (図 4b 4 c) と腹部大動脈の剛性を模倣した材料の特性があります。ひずみ画像の後方地域の前方でひずみ比の変化を示す地域さまざまな材料特性 (図 5)、正確な値を定量化するサンプルの独立した機械試験、それぞれのせん断弾性係数。

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

ここで超音波エラストグラフィのテストで使用するための動脈瘤、大動脈の組織模倣ファントムを製造する方法をについて説明します。コンピューター支援設計 (CAD) と 3 次元 (3 D) 印刷技術生産大動脈ファントム予測可能な複雑な形状と elastographic イメージング実験アルゴリズムを検証するための併用。

腹部大動脈組織模倣ヒドロゲル製造超音波エラストグラフィ検証用ファントム

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

この方法は、複雑な幾何学と空間的に変化する物質特性を有する臨床的に関連する血管を非侵襲的に模倣することによって、血管超音波弾性イメージングの分野に固有のアルゴリズムを評価するのに役立ちます。この技術の主な利点は、調整可能な幾何学的パラメータと空間的に変化する機械的特性を持つファントムを模倣する組織を容易に製造する方法論を確立することです。この製造技術は、疾患に固有の変化する機械的特性を測定する方法を検証することによって、腹部大動脈瘤を診断する能力を向上させる可能性がある。手順を実証すると、私の研究室の技術者であるルーク・シブルスキーが行われます。ヒドロゲルを調製するには、ガラスビーカーに200ミリリットルの水道水に22.2グラムのPVA-c粉末を混ぜ、溶液を沸騰させます。その後、PVAのすべてが溶解するまで溶液を再びかき混ぜ、沸騰させます。次に、炭酸カルシウム粉末の0.4グラムを10ミリリットルの水に懸濁し、炭酸カルシウム懸濁液を超音波散乱剤としてPVA溶液に十分に混ぜ合わせます。次に、室温まで冷却するための溶液を覆う。100ミリリットルの水道水で17.6グラムのPVA-c粉末を用いた別のPVA-c溶液を、沸騰させて溶液が透明になるまで攪拌して別のガラスビーカーに入れます。次に、2番目のPVA-c溶液に5ミリリットルの水超音波散乱体懸濁液に0.4グラムの炭酸カルシウム粉末を加える。PVA-c粉末193.7グラムと大きな鍋に3.5リットルの水道水を使用して最終的なPVA-c溶液を混合し、PVAが完全に溶液に懸濁したら、熱からポットを取り除き、沸騰させます。その後、ポットに水懸濁液の10ミリリットルに炭酸カルシウム粉末の7.4グラムを追加し、室温に冷却する溶液を可能にします。金型を組み立てるには、約100ミリメートルの柔軟なチューブの一方の端を外腔金型の射出口に取り付け、もう一方の端にシリンジ接続を持つストップコックを取り付けます。変形可能なワックスを使用して、内側の内腔金型の登録ピンを位置合わせし、内側の内腔金型の膨らんだ容器部分を内腔金型のストレート容器部分に接着します。換気の良い領域では、成形プロセス中にヒドロゲルがPVAモールド部品を溶解するのを防ぐために、内腔金型の動脈瘤端部を柔軟なゴムにスプレー塗布します。外側の金型の動脈瘤部分の大きな側を下向きにして、17.6グラムのPVA-c溶液の15ミリリットルで膨らみを満たし、組み立てられた内側の金型部品をゴムバンドを使用して前部の外側のモールド部分に配置して内部ルーメン部分を所定の位置に保持します。その後、金型アセンブリをマイナス20°Cの冷凍庫に12時間置きます。一方、印刷されたサンプル金型の裏面に変形可能なワックスをたっぷりと塗布し、サンプルモールドを平らなプラスチックシートにクランプし、最小サイズの約100 x 60 x 10ミリメートルにカットします。次に、金型とプラスチックシートの間のスペースを17.6グラムのPVA溶液で満たし、マイナス20°Cの冷凍庫に金型を入れます。最初の金型アセンブリで溶液を解凍させることなく、外腔金型の縫い目を変形可能なワックスで裏打ちする容器全体を組み立ててクランプし、注入中にヒドロゲルが漏れないようにします。60ミリリットルのシリンジに22.2グラムのPVC溶液を充填し、モールドの分岐端を保持してPVA-c溶液を金型アセンブリに注入します。新しく構築された金型は、金型の上部に上昇する任意の気泡を許可するために、10分ごとに穏やかなタップで30分間設定することができます。その後、金型アセンブリ全体を12時間凍結します。一方、デモで示すように、別のサンプル金型と平らなプラスチックシートカットを組み立ててクランプし、金型とプラスチックシートの間のスペースを22.2グラムのPVA溶液で満たし、金型を12時間凍結します。凍結インキュベーションの終わりに、両方の金型を室温で12時間解凍し、続いてさらに4つの24時間の凍結および解凍サイクルが続きます。5回目の凍結融解サイクルの後、PVA-c試験サンプルを金型から取り出し、サンプルから余分なクライオゲルをトリミングし、室温で5%の体積漂白水溶液の密閉容器に保管します。次に、PVA-c容器を外腔金型から取り出し、内腔金型のストレート容器部分を動脈瘤部分から慎重に分離する。次に、内腔の二股部分から登録スペーサーを切り取り、印刷されたPVAフィラメントを露出させ、PVAの動脈瘤部分を溶解させるために、室温の水浴にPVAプリント部を置きます。PVA印刷部を容器の内部から溶解除去した後、ファントムは室温で5%体積漂白水溶液の密閉容器にファントムを保管する。183.7グラムPVA-c溶液の約3.3リットルでバックグラウンド金型を充填し、183.7グラムのPVA-c溶液でサンプル金型を充填し、24時間サイクルのバックグラウンドとサンプル金型を凍結して解凍します。2回目の解凍後、バックグラウンドサンプルとバックグラウンドファントムを金型から取り出し、室温でボリュームブリーチ水溶液で5%の密閉容器に保管します。ファントムとサンプルのテストのために、容器および背景の幻影を大きい水浴に入れ、管クランプを使用して、より大きい容器端を血行式水ポンプの出力に取り付ける。船舶ファントムをバックグラウンドファントムに配置し、チューブクランプを使用して、ファントムの二股端を水力学的ポンプに入口に取り付けます。固形圧力センサカテーテルを、ヘムダイナミックポンプの入口近くの容器エンドポンプのシステムに配置し、ウォルデ層の圧力が最小ゼロキロパスカルと最大7.5キロプラスカルの間になるように血行力学的ポンプを実行します。次に、超音波システムと約5メガヘルツの中心周波数を有する凸型トランスデューサを使用して、デジタル取得システムを使用して圧力データを記録する最大血管径の位置にある断面の背景および血管ファントムの超音波画像を収集する。ここで、カテーテルによって測定された最小および最大圧力に対するファントムを模倣する容器のBモード画像として表される。この製造された幻影では、ファントムの後四分の一以内で測定された平均圧力の平均圧力正規化された歪みの比率は、前四半期の平均株に対して0.92であった。この製造されたファントムでは、ファントムの動脈瘤部を質量PVA-c溶液によって15%で作製し、ファントムの残りの部分は質量PVA-cによって10%を用いて作られ、後部および前歪の比は1.87であると判断した。ここで、異種ファントムは、後から前へ4.23の前部歪み比を有する質量PVA-cによって20%で生成され、この25%は、7.37の前部株に対する後部を示した。実証されているように、最終的な容器の幻影は動的に圧力をかけることができ、大きい負荷の下で安定である。この製造プロセスを試みる間、すべての金型セクションの登録を維持することが重要です。金型部品が適切に取り付けられていない場合は、容器壁の薄い部分が発生する可能性があります。ポリビニルアルコールクライオゲルの使用は、血管の変化する物質特性を模倣するために剛性値の広い範囲を可能にします。この手順で示されている技術に従って、他の幻の形状は、血管のコントラスト強化CT画像から同様のCAD金型または患者固有の金型を使用して作成およびテストすることができます。ここで開発されたクライオゲルファントムは、超音波画像診断用に特別に設計されましたが、磁気住居およびコンピュータトモグロフィイメージングシステムとも互換性があり、幅広いイメージング技術の検証に使用できます。

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Cultivation of Human Neural Progenitor Cells in a 3-dimensional Self-assembling Peptide Hydrogel

3次元自己組織化ペプチドハイドロゲル中のヒト神経前駆細胞の栽培

The  influence of 3-dimensional (3D) scaffolds on growth, proliferation and finally  neuronal differentiation is of great interest in order to find new ...

Manufacturing Devices and Instruments for Easier Rat Liver Transplantation

簡単ラット肝移植のための製造装置や計測器

Orthotopic rat liver transplantation is a popular model, which has been shown in a recent JoVE paper with the use of the "quick-linker" device. This ...

Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

腫瘍サイズ測定における品質保証のために組織模倣材料を用いた前臨床マルチモダリティファントムの構築

World Health Organization (WHO) and the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) working groups advocated standardized criteria for ...

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting細胞化は、組織特異的ヒドロゲルBioinkを使用して構築します

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as ...

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

最適化されたセットアップおよびヒステリシス測定場の磁区イメージングのためのプロトコル

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

An Additive Manufacturing Technique for the Facile and Rapid Fabrication of Hydrogel-based Micromachines with Magnetically Responsive Components

ハイドロゲルを用いたマイクロ磁気応答性の高いコンポーネントとの容易な迅速な製造のための製造技術の添加剤

Polyethylene glycol (PEG)-based hydrogels are biocompatible hydrogels that have been approved for use in humans by the FDA. Typical PEG-based hydrogels ...

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

マクロを含む光の組織ファントムの作製と評価

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

Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

拡散反射率分光用光学ファントムを模倣したアガロース ベース組織

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

Fabricating a Kidney Cortex Extracellular Matrix-Derived Hydrogel

腎臓皮質細胞外マトリックス由来ハイドロゲルを製造

Extracellular matrix (ECM) provides important biophysical and biochemical cues to maintain tissue homeostasis. Current synthetic hydrogels offer robust ...