Name: manufacturing abdominal aorta hydrogel tissue-mimicking phantoms for ultrasound elastography validation
Uploaded: 2018-09-19T13:30:00
Duration: 9 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation at JoVE.com

Detta arbete stöddes av National Center för framflyttning translationell vetenskaper av National Institutes of Health genom Award No. UL1 TR000042 och det nationella institutet för biomedicinsk Imaging och Bioengineering av de National institutionerna of Health genom Award No. R21 EB018432.

1. Hämta STL modeller från NIH 3D utskrift utbyte
<ol><li>Navigera till NIH 3D Print utbyte (3dprint.nih.gov) och skriv Simulerade Aneurysmal aorta Phantom mögel i posten Sök och tryck på Enter.</li>
	<li>I den efterföljande listan som returneras från sökningen, hitta den modell ” 3DPX-009210” och klicka på posten.</li>
	<li>Klicka på knappen Hämta och klicka därefter på den Simulerade Aneurysmal aorta Phantom Mold.zip filen från nedrullningsbara listan för att hämta den här filen.</li>
	<li>Dubbelklicka på den nedladdade filen för att packa upp den och lagra de resulterande filerna (InnerDistSTL.stl, InnerProxSTL.stl, OuterAntSTL.stl, OuterPostSTL.stl, BackgroundMoldSTL.stl och SampleMoldSTL.stl) på datorn som används för 3D-utskrifter i steg 2.1-2,7. Obs: Man kan alternativt Ladda ner var och en av filerna som nÃ¤mns i steg 1.4 separat.</li>
</ol>2. 3D-utskrift av formar
<ol><li>Öppna programvaran gränssnitt 3D-skrivare och Använd knappen Anslut för att ansluta till skrivaren.</li>
	<li>Importera filen hämtade STL OuterAntSTL.stl (figur 1en, blå) i 3D utskrift programvara. I 3D utskrift programvara, Välj knappen Redigera och orientera den mögel delen genom att klicka på Rotera -menyn och sedan klicka på knapparna X, Yeller Z för att justera den långa axeln parallellt ut sängen med den utanför mögel inför ut sängen. Klicka på knappen Spara och sedan klicka på knappen skriva ut och skriva ut den mögel del med polylactic acid (PLA) plast glödtråden på en enda extruder.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57984/57984fig1.jpg"> Figur 1 : CAD Representation av Phantom, bakgrund och prov formar. (a) - (b) 3D CAD bilder fartyget mögel och orientering av delar för montering. Registrering distanser (i), pins (ii), hål (iii) och fyll hålet visas. (c) ritning av inre lumen belyser de inre fartyg dimensionerna. (d) CAD rendering av provet formarna. (e) CAD rendering av bakgrunden phantom mögel. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57984/57984fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="3"><li>Upprepa steg 2.2 för filen OuterPostSTL.stl (figur 1en, röd).</li>
	<li>Efter samma process från steg 2.2, importera filen STL InnerDistSTL.stl (figur 1en, vit) till 3D utskrift programvaran och välj knappen ”Redigera” och den Rotera menyn Klicka på den X, Y, eller Z knappar för att justera den långa axeln vinkelrätt mot utskrift säng och så att registrering PIN-koden (jag) är i kontakt med utskriften sängen. Klicka på knappen Spara och sedan klicka på knappen skriva ut och skriva ut den mögel del med hjälp av PLA plast glödtrådens på en enda extruder. Obs: Skriv inte ut denna del med stödstrukturen. Gör inte använda mer än 30% utfyllnad för denna tryckt del.</li>
	<li>Importera filen STL SampleMoldSTL.stl (figur 1d) i 3D utskrift programvara. Välj knappen Redigera och klicka på knapparna X, Yeller Z för att justera delen så att insidan av formen är uppåt från ut sängen i menyn Rotera . Klicka på knappen Spara och sedan klicka på knappen skriva ut och skriva ut den mögel del med hjälp av PLA plast glödtrådens på en enda extruder. Obs: Skriv inte ut denna del med stödstrukturen. Skriv ut 3 eller fler prov formar.</li>
	<li>Importera filen STL BackgroundMoldSTL.stl (figur 1e) i 3D utskrift programvara. Välj knappen ”Redigera” och klicka på knapparna X, Yeller Z för att justera delen så att botten av mögel (dvs stängd slutet av cylindern) är vänd ut sängen i menyn Rotera . Klicka på knappen Spara och sedan klicka på knappen skriva ut och skriva ut den mögel del med hjälp av PLA plast glödtrådens på en enda extruder. Obs: Skriv inte ut denna del med stödstrukturen.</li>
	<li>Importera filen STL InnerDistSTL.stl (figur 1en, gul) i 3D utskrift programvara. Välj knappen ”Redigera” och klicka på knapparna X, Yeller Z för att justera delen så att den långa axeln är vinkelrätt ut sängen och bifurkation registrering pins (jag) står inför i menyn Rotera den skriva ut sängen. Klicka på knappen Spara och sedan klicka på knappen skriva ut och skriva ut den mögel del med hjälp av polyvinyl syra (PVA) plast glödtrådens på en enda extruder.</li>
	<li>Ta bort stödmaterial från 3D tryckta delar av steg 2,1-2,7 (figur 2en). Obs: Det är inte nödvändigt att ta bort stödstrukturen från yttre mögel delar om de inte stör den mögel församlingen.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57984/57984fig2.jpg"> Figur 2 : Fartyget Phantom mögel montering och sista fartyget Phantom. (a) den slutliga tryckta mögel av inre och yttre lumen formar. Den distala änden av inre lumen trycks i en dissolvable PVA plast och är kopplad till den proximala änden av inre lumen mögel med deformerbar vax. (b) slang kopplad till injektionsporten av yttre lumen mögel och spruta proppen. (c) den inre lumen mögel efter spray beläggning av flexibelt tätningsmedel. (d) montering av utbuktning sida av yttre lumen mögel och inre lumen mögel med PVA-c (färgad röd) lagts till för stela aneurysm fantomer. (e) full fartyget mögel monterade och spänns. (f) deformerbara vax tillämpas på sömmarna av yttre lumen mögel att förhindra PVA-c läcker från mögel. (g) slutliga PVA-c phantom efter 5 frysas och tinas cykler och avlägsnande från mögel. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57984/57984fig2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
3. Hydrogel förberedelse
<ol><li>Blanda 22,2 g PVA-c pulver i 200 mL kranvatten (10% av massan) i en glasbägare. Mikrovågsugn lösningen till en koka och rör om. Upprepa detta steg tills alla PVA pulvret är upplöst och lösningen visas genomskinliga.</li>
	<li>Avbryta 0.4 g kalciumkarbonat pulver (0,2 viktprocent) i 10 mL vatten och tillsätt till lösningen från steg 2.1 att agera som ultraljud scatterers. Blanda noggrant. Täck lösningen och låt det svalna till rumstemperatur (RT). Obs: För homogena fantomer hoppa till steg 3.5</li>
	<li>Blanda 17,6 g PVA-c pulver i 100 mL kranvatten (15% av massan eller enligt önskemål) i en separat glasbägare. Mikrovågsugn lösningen till en koka och rör om. Upprepa detta steg tills alla PVA pulvret är upplöst och lösningen visas genomskinliga.</li>
	<li>Avbryta 0.4 g kalciumkarbonat pulver (0,2 viktprocent) i 5 mL vatten och tillsätt till lösningen från steg 2,3. Blanda noggrant. Täcka lösningen och låt det svalna till RT.</li>
	<li>Blanda 183,7 g PVA-c pulver i 3,5 L kranvatten (5% massprocent) i en separat stor gryta. Lösningen till en koka och rör om. Ta bort grytan från värmen när PVA pulvret är upplöst och lösningen visas genomskinliga.</li>
	<li>Avbryta 7,4 g kalciumkarbonat pulver (0,2 viktprocent) i 10 mL vatten och tillsätt till lösningen från steg 2,5. Blanda noggrant. Täcka lösningen och låt det svalna till RT.</li>
</ol>4. montering av formar
<ol><li>Fäst ca 100 mm av den flexibla slangen till injektionsporten av yttre lumen mögel. Till den motsatta änden av slangen, bifoga en Avstängningskranen med spruta anslutningar (figur 2b).</li>
	<li>Justera registreringen stiften av inre lumen mögel och använder deformerbara vax, följa den utbuktande fartyg delen av inre lumen mögel till den raka fartyg delen av inre lumen mögel.</li>
	<li>I ett väl ventilerat utrymme, gäller en spray-on flexibel gummibeläggning aneurysmatisk slutet av inre lumen mögel att förhindra att hydrogel upplösning å PVA mögel under molding process (figur 2c). Obs: För homogena fantomer hoppa till steg 4,6.</li>
	<li>Den största sidan av aneurysmatisk delen av yttre formen vänd nedåt, fylla utbuktning med 15 mL av den lösning som skapats i steg 3.3-3.4 (figur 2b,). Placera de sammansatta inre mögel delarna i främre yttre mögel delen (figur 2d). Använd gummiband för att hålla den inre lumen delen på plats. Obs: I figur 2, PVA-c är färgad röd för synlighet.</li>
	<li>Frysa den mögel församlingen i-20 ° C frys för 12 h och ta ur frysen. Gå vidare till steg 4,6 utan att låta lösningen i mögel församlingen blidvädret.</li>
	<li>Väntan på mögel att frysa (steg 4,4), applicera en generös mängd av deformerbara vax till tillbaka ytan av en tryckt prov mögel och klämma den till en platta med plastfolie som skär till den minsta storleken cirka 100 mm 60 mm med 10 mm (figur 3en). Fyll utrymmet mellan mögel och plast arket med den samma PVA-lösningen som används i steg 4,3. Frys provet mögel i samma frysen (-20 ° C) som fartyget mögel i steg 4,4.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57984/57984fig3.jpg"> Figur 3 : Prova mögel och slutligt prov och bakgrunden fantomer. (a) fastklämd prov mögel och klar plast ark. PVA-c hälls i provet mögel och luftbubblor tillåts till ytan. (b) PVA-c prov efter sista frysas och tinas cykel. (c) experimentell U.S. imaging setup Phantom fäst simulator pump och placerat i bakgrunden PVA-c phantom. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57984/57984fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="7"><li>Montera och klämma ihop hela fartyget mögel i den riktning som visas i figur 1en och 1b (figur 2e). Linje i sömmarna av yttre lumen formarna med en deformerbar vax för att säkerställa att hydrogel inte läcker under injektion (figur 2f).</li>
	<li>Fyll en 60 mL spruta med PVA-c lösningen i steg 3.1 och 3.2. Med bifurkation slutet av mögel upp PVA-c lösningen injiceras i mögel församlingen att undvika luftbubblor i den injicerade lösningen. Obs: Om några läckor uppstår under injektionen, pausa injektion och patch läckande områden med deformerbar vax. Upprepa spruta injektioner tills PVA-c lösningen fyller formen.</li>
	<li>Låt sitta i 30 min, knacka formen försiktigt varje 10 min så att eventuella luftbubblor stiger till toppen av mögel mögel. Upprepa spruta injektion om det behövs till toppen av mögel. Frysa hela mögel församlingen för 12 h och ta ur frysen. Låt mögel enheten Tina i RT för 12 h.</li>
	<li>Samtidigt väntar mögel att frysa (steg 4.8), montera och klämma en annan prov mögel och platt plastfolie klippa som beskrivs steg i 4,5 (figur 3en). Fyll utrymmet mellan mögel och plast arket med den samma PVA-lösningen som används i steg 4.7. Frysa och Tina prov mögel i samma frysen (-20 ° C) och samtidigt som fartyget mögel i steg 4,8 och prov mögel steg 4.5.</li>
	<li>Frysa och Tina fartyget mögel och båda prov formarna från steg 4.5, 4.8 och 4.9 fyra gånger, för ett totalt fem 24 - h frysas och tinas cykler. Efter 5th frysas och tinas cykeln, ta bort PVA-c testning proverna från deras formar (figur 3b). Trimma alla överskott analyserna av proverna och lagra dem i en sluten behållare på en 5% av volymen blekmedel och vatten lösning på RT.</li>
	<li>Ta bort PVA-c fartyget från yttre lumen mögel. Försiktigt separera den raka fartyg delen av inre lumen mögel från aneurysmatisk delen och ta bort från PVA-c fartyget. Skär de registrering distanserna från tvåspetsnitar slutet av aneurysmatisk delen av inre lumen mögel för att exponera tryckta PVA glödtråden. Placera i vattenbad på RT att upplösa den PVA aneurysmatisk delen. Obs: Det kan ta 24 h eller mer, dock lägga till varmt vatten i badet kan snabba Proteinupplösande processen.</li>
	<li>Efter upplösning och ta bort PVA ut delar från inuti fartyget Fantomen, lagra Fantomen i en sluten behållare på en 5% av volymen blekmedel och vatten lösning på RT.</li>
	<li>Fyll bakgrund mögel med cirka 3,3 L av PVA-c lösningen i steg 3.5 och 3.6. Frysa (-20 ° C) bakgrund mögel för 12 h och ta ur frysen. Låt mögel att Tina i RT för 12 h och upprepa för sammanlagt 2 frysas och tinas cykler.</li>
	<li>Samtidigt som steg 4.13, Fyll en prov mögel församling med samma PVA-c lösning används i steg 4.13 och lägga den genom samma frysas och tinas proverna som bakgrund mögel.</li>
	<li>Efter 2nd blidvädret, ta bort bakgrunden provet och bakgrunden phantom från deras formar och lagra dem i en sluten behållare på en 5% av volymen blekmedel och vatten lösning på RT.</li>
</ol>5. phantom och provtagning
<ol><li>Placera kärlet phantom och bakgrunden phantom i ett stort vattenbad. Anslut den största fartyget änden till produktionen av hemodynamiska vatten pump42,43 använda slang klämmor (figur 3c). Placera kärlet phantom i bakgrunden phantom och sedan bifoga tvåspetsnitar ändarna av Fantomen till inloppet till hemodynamiska pumpen använder slang klämmor.</li>
	<li>Placera en solid-state tryck sensor kateter i systemet av fartyget samt pumpen nära inloppet av hemodynamiska pumpen. Kör hemodynamiska pumpen så att trycket från de väggen deformationer mellan minst 0 kPa och en maximal 7,5 kPa (figur 4en).</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57984/57984fig4.jpg"> Figur 4 : Protokoll. (a) tryckkurva mätt under installationen av phantom imaging. (b) en representativ B-mode bild av Fantomen vid minsta tryck. (c) B-läge vid maximalt tryck. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57984/57984fig4large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<ol start="3"><li>Använd ett ultraljud (oss) system och en konvex givare med en center frekvens på cirka 5 MHz för att samla oss bilder av bakgrund och fartyget phantoms i tvärsnitt där maximal fartyget diameter (figur 4b och 4 c ). Registrera tryckdata med hjälp av en digital förvärv system (figur 4en). Obs: Detaljer för att utföra bild förvärv i det här steget kan hittas i Mix et al44.</li>
	<li>Erhålla deplacement uppskattningar med hjälp av en icke-styv bild registrering-baserad teknik som beskrivs i Mix et al. 44. från mätningar av tvådimensionella (2D) förskjutningen fältet (ujag(x)), beräkna fältet 2D stam tensor (εij(x)) genom att utvärdera den symmetriska delen av gradient fältet förskjutning: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57984/57984eq1.jpg">
</li>
	<li>Sedan beräkna den maximala huvudsakliga stammen (εp) som högsta huvudkomponenten i fältet stam tensor med hjälp av följande ekvation: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57984/57984eq2.jpg">
</li>
	<li>Slutligen avgöra bildrutan i den huvudsakliga påfrestningen vid peak tryck och klyftan fältet stam tensor av skillnad mellan högsta och lägsta katetern mätt tryck (figur 4en) eller pulstrycket (PP), rumsligt lösas trycket normaliseras princip stam (εp/PP).</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57984/57984fig5.jpg"> Figur 5 : Tryck normaliserade stam bilder. Representativa bilder av normaliserade stam (εp/PP) in%/kPa uppmätta inom fartyget för homogena 10% av massa fartyget phantom (a) och heterogena phantoms med 15% av massan (b), 20% massprocent och 25% massprocent främre aneurysmatisk avsnitt (överst på fartyget). Denna siffra har ändrats från Mix o.a. 44. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57984/57984fig5large.jpg" target="_blank">vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.</a>

Författarna har något att avslöja.

Detta dokument presenterar en teknik för att tillverka vävnad-härma fantomer för användning i testing elastografi eller elasticitet imaging algoritmer. Kombinerad användning av CAD och 3D utskrift möjliggör effektiv design av aorta symtom liknande fantomer med komplexa geometrier, bortom tubulär phantoms, inklusive aneurysmatisk utbuktningar. Skapandet av phantom görs i 4 steg; (1) design av phantom geometri, 2) utskrift av phantom mögel delar, 3) blandning av analyserna lösningar som i slutändan kommer att efterlikna ultraljud egenskaper och mekaniska egenskaper av phantom fartyg och 4) hälla/injicering av analyserna lösning i formen, ställa den PVA-c med frysning-tining cykler och borttagning av Fantomen från mögel. Användning av CAD i den i utformningen av formarna erhålls i steg 1 möjliggör ett enkelt sätt att just ändra geometrin för phantoms. Utskrift av mögel delar tar för närvarande cirka 5-8 timmar beroende på storleken på utskriften och kan därmed lätt göras för upprepade ändringar av formarna.
I steg 3 skapas i analyserna lösningar för att efterlikna de fartyg, aneurysm och bakgrund vävnad med kalciumkarbonat partiklarna härma USA scatteren av vävnaden. De analyserna lösningarna ska röras före användning om kalcium partiklarna har kvittat ur blandningen. Den exakta koncentrationen av blandningen av analyserna kommer att avgöra de slutliga mekaniska egenskaperna av phantoms. Det är således viktigt att skapa oberoende proverna av var och en av de lösningar som används för phantom fartyg och bakgrund. Även om inte en del av protokollet här, bör oberoende mätningar av provets elasticitetsmodul erhållas med enaxligt spänning tester. Oberoende Mekanisk provtagning av PVA-c för 10%, 15%, 20% och 25% phantoms skapade i de representativa resultat hade mätt skjuvning elasticitetsmodul 17,4 ± 1,0 kPa, 48,3 ± 5,7 kPa, 95,1 ± 0,4 kPa och 170,0 ± 4,1 kPa, respektive.
Steg 4 är det mest kritiska steget i att skapa dessa fantomer. Även registreringar stiften på plats att hålla mögel delarna i sina rätta positioner i förhållande till de andra, är det viktigt att säkerställa att mögel delar inte separata under molding process. Således, användning av klämmorna att hålla mögel. Det viktigaste övervägandet av Steg4 är att minimera luftbubblor som fastnar i formen innan den första frysning-tining cykeln. Det är ofta användbart att ta isär ena sidan av yttre mögel och inspektera Fantomen efter den första frysning-tining cykel att säkerställa det bildade ordentligt. Detta kan spara bortkastat att sätta en ”dålig” fantom genom ytterligare cykler. När Fantomen har tagits bort från mögel helt, kan det lagras i vatten i flera veckor med fortsatt användning.
PVA-c phantoms utvecklats i detta arbete skapades för att specifikt efterlikna ultraljud och materiella styvheten i aorta vävnad. Användning av polyvinylalkohol analyserna möjliggör ett bredare spektrum av möjliga mekaniska stelhet, till bättre härma den föränderliga materiella rekvisitan av aorta vävnad jämfört med mer gummi som material33,34. Dessutom, fångar användning av hydrogel och precisionsgjutning bättre de akustiska egenskaperna för gjuten gummi eller direkt 3D tryckt material33,45. Några luftbubblor kan fastna i våra formar före den första frysning-tining cykeln. Detta kan orsaka luckor i Fantomen och leda till materiella svaghet eller akustisk artefakter. Således rekommenderas att inspektera fantomer ur formen efter den första frysning-tining att avgöra om processen ska startas om. Författarna har dessutom funnit att inre mögel ibland kan skifta under frysning av aneurysmatisk portion av phantoms. Om detta inträffar, skulle en ändring av protokollet ovan vara att skapa en 3D tryckta eller på annat sätt utformad, del för att hålla fast inre lumen mögel till främre yttre mögel under frysning av detta avsnitt. Författarna har funnit att använda den bakre sidan av yttre mögel och en 5 mm spacer mellan bakre yttre mögel och inre formen fungerar bra för detta ändamål.
Phantom framkallat här är idealisk för att studera påverkan av förändringar i aneurysmatisk diameter, och luminala tjocklek eller potentiellt förekomsten av trombos i vävnaden genom att redigera den ursprungliga CAD-filer. Tidigare arbete har emellertid också visat att denna tillverkningsmetod kan modifieras för att producera patientspecifika phantom geometrier med datortomografi bilder och segmentering programvara, snarare än CAD design, skapa 3D tryckt phantom formar 44. resultaten visas här visar att algoritmen kunde visualisera tillverkade variationerna i avsnitten phantom mekaniska egenskaper. Det bör noteras att även om dessa fantomer användes för att testa USA-baserade avbildningstekniker, de är även kompatibla med magnetkamera och datortomografi bildsystem och att de också kan användas utöver syftet med elasticitet imaging, för ett brett utbud av romanen avbildningstekniker och modaliteter.

Bukaortaaneurysm (AAA) är fokal förstoringar av aorta som sker företrädesvis nära aorta bifurkationen1. Den exakta orsaken till AAA bildandet är okänd, men många teorier tyder på att patogenesen är multifaktoriell, med genetiska, beteendemässiga, hemodynamiska och miljömässiga faktorer som bidrar2,3. Medan diagnos av bukaortaaneurysm kan erhållas med hjälp av icke-invasiva avbildningstekniker, är förutsägelse av patientspecifika bristning risk inte lika exakt4,5,6. Kirurgisk reparation kan minska risken för aorta bristning, men avgörande reparation av aorta bär en hög frekvens av associerad mortalitet7. Aktuella kirurgiska metoder använda ”maximal storlek kriterier”, eller absolut diameter på aneurysm, för att förutsäga patientens risk för bristning. Tyvärr, det har väl fastställts att ett aneurysm fortfarande spricker nedan storlekar kliniskt godtagbar för kirurgisk reparation, vilket innebär att patienter med några stora aneurysm bär viss risk för bristning8,9, 10 , 11 , 12 , 13. Dessutom är det känt att historiska rapporter av bristning risken är sannolikt alltför uppskattningar av den sanna bristning risk, vilket innebär att många patienter utsätts för kirurgiska risken utan nytta13. En noggrannare bedömning av patient-specifika bristning risk behövs för att stratifiera patientens nytta-risk-förhållandet som kirurgiska aneurysmet repareras.
Det har visat att fysisk stress distribution inom en AAA är av avgörande betydelse vid fastställandet av bristning potential och kan vara en bättre indikator än maximal diameter14,15,16,17 , 18. de flesta senaste studier som undersöker mekaniken i AAA bristning använda segmenterade geometrier från röntgenbilder för beräknade datortomografi (CT), och befolkningen i genomsnitt mekaniska egenskaper av aorta vävnad uppmätta ex vivo. Finita element (FE) modeller används sedan för att förutsäga det fartyg vägg betonar14,15,16,17,18. Eftersom de mekaniska egenskaperna bestäms efter den vävnad excision, är det dock oklart huruvida de resulterande modellerna avbildas de resulterande i vivo patient-specifika påfrestningarna. Dessa studier oftast antar homogen fartyget vägg materialegenskaper och redogöra inte för den ytterst heterogen strukturen av aortaväggen och trombos19,20,21,22 ,23,24,25.
Ultraljudsbaserade elasticitet imaging används kliniskt för att diagnostisera och övervaka en mängd sjukdom patologier26. Denna teknik ger en icke-invasiv möjlighet att förhöra de fysiska interaktioner i mjukdelar. Vaskulär US elasticitet imaging har använts som ett komplement imaging modalitet att klinisk US utvärdering i screening och övervakning av AAAs. Kombinationen av dessa tekniker ger både geometrisk information, såsom diameter och längd, samt mekaniska data, såsom relativ stelhet och stelhet variation. Medan många elasticitet imaging tekniker kräver en yttre last att inducera en mätbar vävnad deformation, induceras vävnad förslaget skall mätas här av förändringar i aorta trycket orsakas av pulserande hjärta. Många metoder har publicerats lös rumsligt stam fält i deformeras fartyg, valideringsstudier av dessa metoder har dock begränsat till mänskliga patienter, djurmodeller eller ex vivo vävnad prover27,28 ,29,30,31,32. Hittills har möjliggör några metoder skapelser av anpassade geometrier med rumsligt varierande materialegenskaper27,29.
Här presenterar vi en metod för att tillverka oss kompatibel, vävnad-härma fantomer som kan anpassas till en mängd relevanta aorta geometrier och materialegenskaper för validering av US elastografi tekniker. Även om tidigare grupper har kunnat utforma komplex geometri fantomer att efterlikna AAA geometrier med 3D utskrift teknik33,34, utskrivbara gummin är kända för att ha en hög dämpning till USA och har inte ett medel för att senare deras materialets egenskaper. Phantoms är gjorda av analyserna polyvinylalkohol (PVA-c), som tidigare har visat sig vara perfekt för att imitera kärlvävnad boenden35. Dessa fantomer kan användas i USA, magnetisk resonans och elastographic imaging36,37,38. Aortaaneurysm geometri har utformats på samma sätt som simuleringsmodellen skapad av Vorp et al. 14. fartyget har en nominell diameter på 22,5 mm och har en aneurysmal utbuktning som är 64 mm utbuktning lång, 47 mm i diameter och excentrisk (β = 0,6)14 till den främre sidan av Fantomen. Det sista avsnittet härmar iliaca bifurkation med distala diameter 15 mm. Fantomen var valt att ha en konstant tjocklek ca 5 mm. Raghavan et al. rapporterade i en liten studie att AAA fartyget tjocklek varierar från 0,23-4,26 mm, med ett medianvärde av 1,48 mm39. En nominell fartyget tjocklek på den största delen av det spektrumet valdes här för tillverkning av oro med förväntningen att förbättrad 3D tryckteknik kommer att förbättra minsta phantom tjocklek som kan formas. Phantom formar utformades i CAD och 3D skrivs ut med hjälp av kommersiellt tillgängliga skrivare och glödtråden.
Formarna är injektion fylld med PVA-c lösningen och utsätts för en rad frysas och tinas cykler (-20 ° C och + 20 ° C) för att tvärbinda PVA-c polymeren och polymerisera gelen. Elasticitetsmodulen av PVA-c styrs genom att ändra koncentrationen av PVA-c gelen eller antalet frysning-tining cykler. Aneurysmatisk avsnittet av phantom måste förlust mögel bort från inre lumen av fartyget. Detta uppnåddes genom användning av en polyvinylalkohol, 3D-skrivare glödtråden (PVA). Även om det är kemiskt liknar PVA-c pulvret, PVA glödtråden polymerisera inte när frusen och, som sådan, kan lösas i vatten efter den PVA-c har ställts in. Ytterligare prov formar skrivs ut för att skapa tensile tester exemplar, i en ”hund ben” konfiguration, med samma PVA-c koncentration. Dessa formar genomgå samma frysas och tinas cykler och används för provning av hållfasthet att självständigt mäta elasticitetsmodulen phantom avsnitt. Ett bakgrundsmaterial tillverkades med mjukare PVA-c, gjort att simulera vävnader i retroperitoneum40,41. Denna bakgrund phantom tillverkades som en homogen rotationssymmetriska cylindriskt rör med en 4 cm innerdiameter, en yttre 16,5 cm i diameter och en längd på 16,5 cm. Det gjordes från en 5% PVA lösning och utsätts för sammanlagt två frysning-tining cykler.
Slutliga AAA phantoms placerades i bakgrunden Fantomen och ansluten, via Rörkopplingar och klämmor, till en hemodynamiska vattenpump avsedd att deformera phantoms med fysiologiska cykliska flöden och tryck. Pumpens varvtal sattes att leverera cirka en 6-7 kPa tryck puls vid en hastighet av ca 1 Hz. Ultra ljud bildsekvenser av deformeras phantoms samlades, och trycket normaliseras stammen beräknades för att identifiera skillnader i den rumsligt varierade mekaniska egenskaper. Representativa resultat av trycket normaliserade stam bilder inom regionen fartyget presenteras. Ökande regionala skillnader i den normaliserade stammen av styvare heterogen phantoms, relativt homogena Fantomen, påvisa skillnaderna i fartyget styvheten och vår förmåga att mäta det.

<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

Ultraljud (oss) elastografi eller elasticitet imaging, är ett komplement som bildteknik som använder sekventiell US bilder av mjukvävnad att mäta förslaget vävnad och härleda eller kvantifiera de underliggande biomekaniska egenskaperna. För bukaortaaneurysm (AAA), kan biomekaniska egenskaper såsom förändringar i vävnadens elasticitetsmodul och uppskattningar av vävnad stress vara avgörande för att bedöma behovet av kirurgiska ingrepp. Bukaortaaneurysm U.S. elastografi kan vara ett användbart verktyg för att övervaka AAA progression och identifiera ändringar i biomekaniska egenskaper kännetecknar högriskpatienter.
Ett preliminärt mål i utvecklingen av en AAA oss elastografi teknik är validering av metoden använder en fysiskt relevanta modell med kända materialegenskaper. Här presenterar vi en process för produktion av AAA vävnad-härma fantomer med fysiskt relevanta geometrier och rumsligt modulerade materialegenskaper. Dessa vävnad fantomer syftar till att efterlikna den amerikanska egenskaper materiella modulus och geometri av bukaortaaneurysm. Vävnad fantomer görs med hjälp av analyserna en polyvinylalkohol (PVA-c) och gjuten med hjälp av 3D tryckta delar skapad med datorstödd konstruktion (CAD) programvara. Modulusen av phantoms styrs genom att ändra koncentrationen av PVA-c och ändra antalet frysning-tining cykler används att polymerisera i analyserna. AAA phantoms är anslutna till en hemodynamiska pump, utformad för att deformera phantoms med fysiologiska cykliska tryck och flöden. Ultra ljud bildsekvenser av deformeras phantoms tillåtet för rumsliga beräkningen av trycket normaliseras stammen och identifiering av mekaniska egenskaper av kärlväggen. Representativa resultat av trycket normaliseras stammen presenteras.

Representant B-mode bilder av fartyget härma fantomer visas för lägsta och högsta trycket mäts av katetern (figur 4b och 4 c, respektive). De tryck-normaliserade stam (εp/PP) in%/kPa visas fyra olika tillverkade phantoms (figur 5). Figur 5 en visar den uppmätta trycket-normaliserade stammen inom en homogen fantom tillverkas med 10% av massan PVA-c lösning. Förhållandet mellan den genomsnittliga stam som mäts inom det bakre kvartalet (bilden längst ned) Fantomen den genomsnittliga stam i kvarteret främre (bilden överst) var 0,92. Figur 5 b visar εp/PP för en fantom där avsnittet aneurysmatisk i phantom tillverkades med en 15% av massan PVA-c lösning och resten av Fantomen gjordes med hjälp av de 10% av massan PVA-c. Förhållandet mellan bakre till främre stammen för denna phantom befanns vara 1,87. Figur 5 c visar εp/PP för heterogena phantom med 20% massprocent PVA-c, med en bakre till främre stam förhållande på 4,23. Figur 5 d visar εp/PP för heterogena phantom med 25% massprocent PVA-c, med en bakre till främre stam förhållandet mellan 7,37.
Resultaten presenteras här visar att buken aorta fantomer skapades med komplexa geometrier och rumsligt varierande materialegenskaper. Design av phantom geometrier var, eller mer specifikt phantom formar var gjort använder datorprogram som underlättar phantom geometri förändringar (figur 1en och 1b). Mögel kan vara lätt 3D tryckta och monterade och komplexa mögel geometrier kan skrivas ut med PVA glödtråden och borttagna, liknande lost-vax gjutning tekniker. Sista fartyg phantoms kan vara dynamiskt trycksatt och är stabila under stora laster (figur 4en). Phantoms är kompatibla med ultraljud imaging (figur 4b och 4 c) och har materialegenskaper imitera buk aorta stiffnesses. Variationer i belastning kvoterna i de främre till bakre regioner av stam bilderna visar att Regionkommittén har varierande materialegenskaper (figur 5) och den oberoende mekanisk provning på proverna kvantifiera de exakta värdena sin respektive skjuvning moduli.

Watch this Scientific Journal Video about Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation at JoVE.com

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

Här beskriver vi en metod för att tillverka aneurysmatisk, aorta vävnad-härma fantomer för användning i tester ultraljud elastografi. Den kombinerade användningen av datorstödd konstruktion (CAD) och 3-dimensionell (3D) utskrift tekniker producera aorta fantomer med förutsägbara, komplexa geometrier för att validera den elastographic imaging algoritmer med kontrollerade experiment.

Tillverkning av bukaorta Hydrogel vävnad-härma fantomer för ultraljud elastografi validering

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

Denna metod kan hjälpa till att utvärdera de algoritmer som är inneboende i området vaskulär ultraljudselasticitetsavbildning, genom att noninvasively härma kliniskt relevanta kärl med komplexa geometrier och rumsligt varierande materialegenskaper. Den största fördelen med denna teknik är att den fastställer en metodik för att enkelt tillverka vävnad härma fantomer med tuneable geometriska parametrar samt rumsligt varierande mekaniska egenskaper. Denna tillverkningsteknik kan främja vår förmåga att diagnostisera abdominally kolorat stora genom att validera en metod för att mäta de förändrade mekaniska egenskaper inneboende till sjukdomen.Demonstrerar proceduren, blir Luke Cybulski, en tekniker från mitt laboratorium. För att förbereda hydrogelerna, blanda 22,2 gram PVA-c pulver i 200 milliliter kranvatten i en glasbägare, och mikrovågsugn lösningen till en koka. Rör sedan om och koka lösningen igen tills alla PVA är upplösta.Därefter, suspendera 0,4 gram kalciumkarbonatpulver i 10 milliliter vatten och blanda kalciumkarbonat suspensionen noggrant i PVA-lösningen som ultraljud scatterers. Sedan, täcka lösningen för kylning till rumstemperatur. Gör ytterligare en PVA-c-lösning med 17,6 gram PVA-c-pulver i 100 milliliter kranvatten i en annan glasbägare med kokning och omrörning tills lösningen är klar.Tillsätt sedan 0,4 gram kalciumkarbonatpulver i fem milliliter vatten ultraljud scatterer suspension till den andra PVA-c lösning. Blanda en slutlig PVA-c lösning med 193,7 gram PVA-c pulver och 3,5 liter kranvatten i en stor gryta och föra lösningen till en koka, ta bort grytan från värmen när PVA är helt upphängd i lösning. Tillsätt sedan 7,4 gram kalciumkarbonatpulver i 10 milliliter vattenfjädring i grytan och låt lösningen svalna till rumstemperatur.För att montera formarna, fäst ena änden av cirka 100 millimeter bit flexibla slangar till injektionsporten av en yttre lumen mögel och bifoga en stopp kuk med spruta anslutningar till den andra änden. Med hjälp av deformerbart vax, anpassa registreringen stiften av den inre lumen mögel och följ den utbuktande kärldelen av den inre lumen mögel till den raka kärlet del av den inre lumen mögel. I ett väl ventilerat område, applicera en spray på flexibel gummibeläggning den aneurysmala änden av den inre lumenformen för att förhindra att hydrogelen upplöses PVA-mögeldelen under formningen.Med den större sidan av den aneurysmala delen av den yttre formen vänd nedåt, fyll utbuktning med 15 milliliter på 17,6 gram PVA-c lösning och placera de monterade inre mögeldelarna i främre yttre mögeldelen med hjälp av gummiband för att hålla den inre lumendelen på plats. Placera sedan formen montering i en minus 20 grader celsius frys i 12 timmar. Under tiden applicera en generös mängd deformerbart vax på baksidan ytan av ett tryckt prov mögel och klämma provet mögel till en platt plastfolie skära till en minsta storlek på cirka 100 av 60 av 10 millimeter.Fyll sedan utrymmet mellan mögel och plastfolie med 17,6 gram PVA-lösningen och placera formen i minus 20 grader celsius frys. Utan att låta lösningen i den första mögel församlingen tina ihop och klämma ihop hela kärlet mögel foder sömmarna på den yttre lumen mögel med deformerbart vax för att säkerställa att hydrogel inte läcker under injektionen. Fyll en 60 milliliter spruta med 22,2 gram PVC-lösning och hålla bifurkation slutet av formen upp injicera PVA-c lösningen i mögel montering.Låt den nybyggda formen att ställa in i 30 minuter med varsam knacka var 10 minuter så att någon luftbubbla att stiga till toppen av formen. Sedan frysa hela mögel montering i 12 timmar. Under tiden montera och klämma ett annat prov mögel och platt plastfolie klippa som visat, fyll utrymmet mellan mögel och plastfolie med 22,2 gram PVA lösning, och frysa mögel i 12 timmar.I slutet av frysning inkubation, tina båda formar i 12 timmar vid rumstemperatur, följt av ytterligare fyra 24 timmars frysa och tina cykler. Efter den femte frys-tina cykel, ta bort PVA-c testprover från sina formar och trimma eventuella överskott cryogel från proverna för lagring i en förseglad behållare med en fem procent i volym blekmedel vattenlösning vid rumstemperatur. Därefter ta bort PVA-c fartyget från den yttre lumen mögel, försiktigt separera den raka kärldelen av den inre lumen mögel från aneurysmala delen.Skär sedan registreringen distanser från bifurcated slutet av den aneurysmala delen av den inre lumen mögel för att exponera den tryckta PVA glödtråden och placera PVA tryckta delen i ett vattenbad vid rumstemperatur för att lösa upp PVA aneurysmal del. Efter upplösning och avlägsnande av PVA tryckt del från insidan av fartyget fantom lagra fantomen i förseglad behållare av en fem procent i volym blekmedel vattenlösning vid rumstemperatur. Fyll bakgrunden mögel med cirka 3,3 liter av 183,7 gram PVA-c lösning och fyll ett prov mögel med 183,7 gram PVA-c lösning och frysa och tina bakgrunden och prov formar för två 24 timmars cykler.Efter den andra tina, ta bort bakgrunden prov och bakgrund fantom från sina formar och förvara dem i en förseglad behållare med färska fem procent i volym blekmedel vattenlösning vid rumstemperatur. För provning av fantomerna och proverna, placera kärlet och bakgrundsfantomerna i ett stort vattenbad och använd slangklämmor för att fästa den större kärlets ände vid den hemodynamic vattenpumpens utsignal. Placera kärlet fantom i bakgrunden fantom och använd slangklämmor för att fästa de bifurcated ändarna av fantomen till inloppet till den hemodynamic pumpen.Placera en solid state tryckgivare kateter i systemet av fartyget slutpump nära inloppet av den hemodynamiska pumpen och kör hemodynamiska pumpen så att trycket på Walde formationerna är mellan ett minimum av noll kilopascals och högst 7,5 kilopascals. Använd sedan ett ultraljudssystem och en konvex givare med en centrumfrekvens på cirka fem megahertz för att samla in ultraljudsbilder av bakgrunden och kärlfantomer i tvärsnitt på placeringen av den maximala kärldiametern som registrerar tryckdata med hjälp av ett digitalt förvärvssystem. Här, representeras som B-läge bilder av fartyget härma fantomer för minsta och maximala tryck som mäts av katetern visas.I detta tillverkade fantom förhållandet mellan det genomsnittliga trycket normaliserade stam mätt inom den bakre fjärdedelen av fantomen till den genomsnittliga stammen i främre kvartalet var 0,92. I denna tillverkade fantom, den aneurysmala delen av fantomen gjordes med en 15 procent av massa PVA-c lösning och återstoden av fantomen gjordes med hjälp av 10 procent av massaN PVA-c och förhållandet mellan den bakre och till främre stam var fast besluten att vara 1,87. Här, den heterogena fantomen genererades med en 20 procent av massa PVA-c med en bakre till främre stam förhållandet 4,23 och detta 25 procent av massa PVA-c heterogena fantom visat en bakre till främre stam av 7,37.Som visats kan de slutliga fartygsfantomerna pressas dynamiskt och är stabila under stora belastningar. Samtidigt försöker denna tillverkningsprocess, Det är viktigt att upprätthålla registreringen av alla mögel sektioner. Om mögel delarna inte är korrekt monterade tunna delar av kärlet väggen kan resultera.Användningen av polyvinylalkohol cryogel möjliggör ett brett spektrum av styvhetsvärden för att efterlikna blodkärlens förändrade materialegenskaper. Efter den teknik som visas i detta förfarande, kan andra fantomgeometrier skapas och testas genom att använda liknande CAD-formar eller patientens specifika formar från kontrastförstärkad CT-bilder av fartyg. Den cryogel fantomer utvecklats här var speciellt utformade för ultraljud imaging, men de är också kompatibla med magnetiska bostad och dator tomogrophy bildsystem och kan användas för att validera ett brett spektrum av bildframställning tekniker.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Magnetic Resonance elastografi Metodik för utvärdering vävnadstekniska Construct tillväxt

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

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

Odling av mänskliga neurala stamceller i en 3-dimensionell självorganiserande Peptide Hydrogel

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

Tillverkning Utrustning för enklare Rat LeverTransplantation

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

Konstruktion av en preklinisk Multimodality Phantom Använda Tissue-härma Material för kvalitetssäkring i tumörstorlek Mätning

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 Cellularized Konstrukt användning av en vävnadsspecifik Hydrogel Bioink

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

Optimerade inställningar och protokoll för magnetiska Domain Imaging med In Situ hysteres mätning

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

En additiv tillverkning teknik för lättköpt och snabb tillverkning av Hydrogel-baserade Micromachines med magnetiskt lyhörd komponenter

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

Tillverkning och karakterisering av optiska vävnad fantomer som innehåller Makrostrukturell

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

Agaros-baserade vävnad härma optiska fantomer för diffus reflektans spektroskopi

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

Fabricera en njure Cortex extracellulära Matrix-Derived Hydrogel

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