Name: multimodal 3d printing of phantoms to simulate biological tissue
Uploaded: 2020-01-11T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multimodal 3D Printing of Phantoms to Simulate Biological Tissue at JoVE.com

وحظي هذا العمل بدعم المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (المنحة رقم 11002139 و 81327803) وصندوق البحوث الاساسيه للجامعات المركزية. نشكر زاكاري ج. سميث من جامعه العلوم والتكنولوجيا لتوفير الصوت الصوتي.

1. اعداد المواد للطباعة 3D
ملاحظه: لدينا خط إنتاج الوهمية البصرية يستخدم مجموعه متنوعة من مواد الطباعة لمحاكاة تغاير الهيكلية والوظيفية من الانسجه البيولوجية. اختيار مواد الطباعة يعتمد أيضا علي عمليات التصنيع.
<ol><li>اعداد المواد للطباعة الطلاء تدور<ol>
<li>أضافه 100 ملغ من ثاني أ...

<ol>
	<li>Lu, G., Fei, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+hyperspectral+imaging:+a+review.">Medical hyperspectral imaging: a review.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (1), 010901 (2014).</li><li>Wang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+non-uniform+discrete+Fourier+transform+based+high+speed+spectral+domain+optical+coherence+tomography+system.">Development of a non-uniform discrete Fourier transform based high speed spectral domain optical coherence tomography system.</a> Optics Express. 17 (14), 12121-12131 (2009).</li><li>Zhao, H., Gao, F., Tanikawa, Y., Homma, K., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+diffuse+optical+tomographic+imaging+for+the+provision+of+both+anatomical+and+functional+information+about+biological+tissue.">Time-resolved diffuse optical tomographic imaging for the provision of both anatomical and functional information about biological tissue.</a> Applied Optics. 44 (10), 1905-1916 (2005).</li><li>Ding, Z., Ren, H., Zhao, Y., Nelson, J. S., Chen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+optical+coherence+tomography+over+a+large+depth+range+with+an+axicon+lens.">High-resolution optical coherence tomography over a large depth range with an axicon lens.</a> Optics Letters. 27 (4), 243-245 (2002).</li><li>Iida, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+brain+phantom+containing+bone+and+grey+matter+structures+with+a+realistic+head+contour.">Three-dimensional brain phantom containing bone and grey matter structures with a realistic head contour.</a> Annals of Nuclear Medicine. 27 (1), 25-36 (2013).</li><li>Mobashsher, A. T., Abbosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+human+head+phantom+with+realistic+electrical+properties+and+anatomy.">Three-dimensional human head phantom with realistic electrical properties and anatomy.</a> IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 13, 1401-1404 (2014).</li><li>Li, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+head+phantom+with+realistic+shape+and+spatially+varying+skull+resistivity+distribution.">A new head phantom with realistic shape and spatially varying skull resistivity distribution.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 61 (2), 254-263 (2013).</li><li>Bykov, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilayer+tissue+phantoms+with+embedded+capillary+system+for+OCT+and+DOCT+imaging.">Multilayer tissue phantoms with embedded capillary system for OCT and DOCT imaging.</a> Life Sciences. (International Society for Optics and Photonics). , 73760 (2011).</li><li>Bykov, A. V., Popov, A. P., Priezzhev, A. V., Myllyl&#228;, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+phantoms+with+realistic+vessel+structure+for+OCT+measurements+in+Laser+Applications.">Skin phantoms with realistic vessel structure for OCT measurements in Laser Applications.</a> European Conference on Biomedical Optics. , 80911 (2010).</li><li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+double+layer+optical+tissue+phantom+by+spin+coating+method:+mimicking+epidermal+and+dermal+layer.">Fabrication of double layer optical tissue phantom by spin coating method: mimicking epidermal and dermal layer.</a> Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue V. , 85830 (2013).</li><li>Wr&#243;bel, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+optical+skin+phantoms+for+preclinical+evaluation+of+laser+efficiency+for+skin+lesion+therapy.">Use of optical skin phantoms for preclinical evaluation of laser efficiency for skin lesion therapy.</a> Journal of Biomedical Optics. 20 (8), 085003 (2015).</li><li>Sheng, S., Wu, Q., Han, Y., Dong, E., Xu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabricating+optical+phantoms+to+simulate+skin+tissue+properties+and+microvasculature.">Fabricating optical phantoms to simulate skin tissue properties and microvasculature.</a> Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue Vii. , 932507 (2015).</li><li>Lurie, K. L., Smith, G. T., Khan, S. A., Liao, J. C., Ellerbee, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional,+distendable+bladder+phantom+for+optical+coherence+tomography+and+white+light+cystoscopy.">Three-dimensional, distendable bladder phantom for optical coherence tomography and white light cystoscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (3), 36009 (2014).</li><li>Hahn, C., Noghanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+breast+phantom+development+for+microwave+imaging+using+regression+models.">Heterogeneous breast phantom development for microwave imaging using regression models.</a> Journal of Biomedical Imaging. 2012, 6 (2012).</li><li>Ansari, M. A., Mohajerani, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+optical+abnormalities+in+breast+phantom+by+diffuse+equation.">Estimation of optical abnormalities in breast phantom by diffuse equation.</a> Optik-International Journal for Light and Electron Optics. 125 (20), 5978-5981 (2014).</li><li>Roman, M., Gonzalez, J., Carrasquilla, J., Erickson, S. J., Godavarty, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Gen-2+Hand-Held+Optical+Imager:+Phantom+and+Preliminary+in-vivo+Breast+Imaging+Studies.">A Gen-2 Hand-Held Optical Imager: Phantom and Preliminary in-vivo Breast Imaging Studies.</a> 29th Southern Biomedical Engineering Conference. , 103-104 (2013).</li><li>Michaelsen, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anthropomorphic+breast+phantoms+with+physiological+water,+lipid,+and+hemoglobin+content+for+near-infrared+spectral+tomography.">Anthropomorphic breast phantoms with physiological water, lipid, and hemoglobin content for near-infrared spectral tomography.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (2), 026012 (2014).</li><li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+tissue+phantoms+based+on+spin+coating+method.">Optical tissue phantoms based on spin coating method.</a> Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue VII. , 93250 (2015).</li><li>Mustari, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose-based+tissue+mimicking+optical+phantoms+for+diffuse+reflectance+spectroscopy.">Agarose-based tissue mimicking optical phantoms for diffuse reflectance spectroscopy.</a> Journal of Visualized Experiments. (138), e57578 (2018).</li><li>Luciano, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilizing+3D+printing+technology+to+merge+MRI+with+histology:+A+protocol+for+brain+sectioning.">Utilizing 3D printing technology to merge MRI with histology: A protocol for brain sectioning.</a> Journal of Visualized Experiments. (118), e54780 (2016).</li><li>Dong, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+fuse+deposition+modeling+of+tissue-simulating+phantom+for+biomedical+optical+imaging.">Three-dimensional fuse deposition modeling of tissue-simulating phantom for biomedical optical imaging.</a> Journal of Biomedical Optics. 20 (12), 121311 (2015).</li><li>Beltrame, E. D. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Printing+of+Biomolecular+Models+for+Research+and+Pedagogy.">3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e55427 (2017).</li><li>Bentz, B. Z., Chavan, A. V., Lin, D., Tsai, E. H., Webb, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+application+of+heterogeneous+printed+mouse+phantoms+for+whole+animal+optical+imaging.">Fabrication and application of heterogeneous printed mouse phantoms for whole animal optical imaging.</a> Applied Optics. 55 (2), 280-287 (2016).</li><li>Liu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+multilayer+tissue-mimicking+phantom+with+tunable+optical+properties+to+simulate+vascular+oxygenation+and+perfusion+for+optical+imaging+technology.">Fabrication of a multilayer tissue-mimicking phantom with tunable optical properties to simulate vascular oxygenation and perfusion for optical imaging technology.</a> Applied Optics. 57 (23), 6772-6780 (2018).</li></ol>

في تلفيق الوهمية متعددة الطبقات ، والمواد المستخدمة لطلاء تدور هو نوع من المواد الخفيفة للشفاء بدلا من PDMS. يتم طباعه الطبقة المتوسطة مع طريقه الطباعة polyjet ، والذي يستخدم الراتنج ضوء قابل للشفاء كماده خام. علي الرغم من ان الأشباح PDMS رقيقه يمكن ان يتم عن طريق الطلاء تدور بعد أضافه الكحول تيبو...

تمثل التصوير البصري الطبي الحيوي عائله من أدوات التصوير الدوائي التي تكتشف الامراض وتشوات الانسجه استنادا إلى التفاعلات الخفيفة مع الانسجه البيولوجية. بالمقارنة مع طرائق التصوير الأخرى ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير المقطعي المحوسب (CT) ، تاخذ الصور البصرية الطبية الحيوية ميزه قياس الانسجه الهيكلية والوظيفية والجزيئية باستخدام الاجهزه المحمولة ذات التكلفة المنخفضة1،2،3،4. ومع ذلك ، علي الرغم من تفوقها في التكلفة وقابليه ، والتصوير البصري لم يكن مقبولا علي نطاق واسع للتشخيص السريري والتوجيه العلاجي ، ويرجع ذلك جزئيا إلى استنساخه الفقراء وعدم وجود الخرائط الكمية بين المعلمات البصرية والبيولوجية. والسبب الرئيسي لهذا التقييد هو عدم وجود معايير يمكن تتبعها للمعايرة الكمية والتحقق من صحة أجهزه التصوير البصري الحيوية.
في الماضي ، تم تطوير مجموعه متنوعة من الأشباح محاكاة الانسجه للبحوث التصوير الطبي الحيوي البصرية في أنواع مختلفه من الانسجه ، مثل الدماغ5،6،7، الجلد8،9،10،11،12، المثانة13، وانسجه الثدي14،15،16،17. وتنتج هذه الأشباح في المقام الأول من قبل واحده من عمليات التصنيع التالية: 1) تدور طلاء10،18 (لمحاكاة متجانسة ورقيقه الطبقات الانسجه) ؛ 2) صب19 (لمحاكاة الانسجه الضخمة مع ميزات هندسية) ؛ و 3) الطباعة ثلاثية الابعاد (3d)20،21،22 (لمحاكاة الانسجه متعددة الطبقات غير المتجانسة). الأشباح الجلد التي تنتجها صب هي قادره علي تقليد الخصائص البصرية السائبة من انسجه الجلد ولكن لا يمكن محاكاة تغاير البصرية الجانبية19. تستخدم bentz وآخرون طريقه الطباعة 3D FDM ثنائيه القناة لتقليد الخصائص البصرية المختلفة للانسجه البيولوجية23. ومع ذلك ، باستخدام اثنين من المواد لا يمكن محاكاة بما فيه الكفاية الانسجه البصرية تغاير والمتباين. إنشات لوري وآخرون شبح المثانة لتصوير التصوير المقطعي للاتساق البصري (OCT) وتنظير المثانة من خلال الجمع بين الطباعة ثلاثية الابعاد والطلاء الدوار13. ومع ذلك ، كانت ملامح غير متجانسة من الوهمية ، مثل الاوعيه الدموية ، يجب ان تكون مرسومه باليد.
من بين عمليات التصنيع الوهمية المذكورة أعلاه ، توفر الطباعة ثلاثية الابعاد المرونة الأكثر لمحاكاة التغاير الهيكلية والوظيفية للانسجه البيولوجية. ومع ذلك ، فان العديد من أنواع الانسجه البيولوجية ، مثل انسجه الجلد ، تتكون من مكونات متعددة الطبقات ومتعددة التحجيم لا يمكن تكرارها بشكل فعال من خلال عمليه طباعه ثلاثية الابعاد واحده. ولذلك ، فان تكامل عمليات التصنيع المتعددة أمر ضروري. نقترح خط إنتاج الطباعة ثلاثي الابعاد يدمج عمليات التصنيع المتعددة للإنتاج التلقائي للانسجه متعددة الطبقات ومتعددة التحجيم تحاكي الأشباح كمعيار يمكن تتبعه للتصوير البصري الطبي الحيوي (الشكل 1). علي الرغم من ان الطلاء الدوار ، والطباعة متعددة الطائرات ، و FDM مؤتمتة في خط إنتاج الطباعة ثلاثي الابعاد ، يحتفظ كل أسلوب بنفس الخصائص الوظيفية للعمليات المعمول بها. ولذلك ، توفر هذه الورقة مبادئ توجيهيه عامه لإنتاج الأشباح متعددة التحجيم ، متعددة الطبقات ، وغير متجانسة محاكاة الانسجه دون الحاجة إلى التكامل المادي لعمليات متعددة في جهاز واحد.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> الشكل 1: مخطط CAD لخط إنتاج الطباعة ثلاثية الابعاد. (ا) أزاله خط إنتاج الطباعة ثلاثية الابعاد مع الغطاء العلوي. (ب) التخطيطي لوحده الطلاء الدوار ووحده اليد الميكانيكية. (ج) المخطط التخطيطي لوحده الطباعة متعددة الطائرات. (د) التخطيطي لوحده الطباعة fdm (مصباح الاشعه فوق البنفسجية ينتمي إلى وحده الطباعة متعددة الطائرات). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Hydroxy-2-methylpropiophenone</td>
			<td>aladdin</td>
			<td>H110280-500g</td>
			<td>Light initiator 
			<a href="http://www.aladdin-e.com/" target="_blank">http://www.aladdin-e.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D printing control system</td>
			<td>USTC</td>
			<td>USTC-3DPrinter_control1.0</td>
			<td>custom-made 
			github: 
			<a href="https://github.com/macanzhen/3D_printing_control_system_of_USTC" target="_blank">https://github.com/macanzhen/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D printing system</td>
			<td>USTC</td>
			<td>USTC-3DPrinter1.0</td>
			<td>custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AcroRip color</td>
			<td>Human Plus</td>
			<td>AcroRip v8.2.6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>All-in-one nozzle slicing script</td>
			<td>Shenzhen CBD Technology Co.,Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>github: 
			<a href="https://github.com/macanzhen/3D_printing_Cura_all-in-one-nozzle-slicing-script" target="_blank">https://github.com/macanzhen/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chinese Red Dye</td>
			<td>Juents</td>
			<td></td>
			<td>Oil-soluble</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cura</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>Cura_15.04.6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Wax</td>
			<td>Shanghai Lida Industry Co.,ltd.</td>
			<td>LP</td>
			<td>melting point: 56 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphite</td>
			<td>aladdin</td>
			<td>G103922-100g</td>
			<td>Change object optical absorption parameters 
			<a href="http://www.aladdin-e.com/" target="_blank">http://www.aladdin-e.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium dioxide</td>
			<td>ALDRICH</td>
			<td>24858-100G</td>
			<td>347 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylene glycol dimethacrylate</td>
			<td>aladdin</td>
			<td>T101642-250ml</td>
			<td>Photocured monomer 
			<a href="http://www.aladdin-e.com/" target="_blank">http://www.aladdin-e.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV ink SLA Photopolymer Resin</td>
			<td>time80s</td>
			<td>RESIN-A</td>
			<td><a href="http://www.time80s.com/zlxz" target="_blank">http://www.time80s.com/zlxz</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal 3d printing of phantoms to simulate biological tissue

يلعب التصوير البصري الطبي الحيوي دورا هاما في تشخيص وعلاج الامراض المختلفة. ومع ذلك ، تتاثر دقه واستنساخ جهاز التصوير البصري بشكل كبير بخصائص أداء مكوناته ، وبيئة الاختبار ، والعمليات. ولذلك ، فمن الضروري معايره هذه الاجهزه عن طريق معايير الوهمية يمكن تتبعها. ومع ذلك ، فان معظم الأشباح المتاحة حاليا هي أشباح متجانسة لا يمكنها محاكاة الخصائص المتعددة الوسائط والديناميكية للانسجه البيولوجية. هنا ، ونحن نظهر تلفيق الانسجه غير المتجانسة محاكاة الأشباح باستخدام خط الإنتاج دمج وحده الطلاء تدور ، وحده متعددة الطائرات ، والنمذجة ترسب تنصهر (FDM) وحده ، واطار التحكم الألى. يتم تعريف المعلومات الهيكلية والمعلمات البصرية ل "فانتوم بصريه رقميه" في ملف النموذج الاولي ، والمستوردة إلى خط الإنتاج ، وملفقه طبقه تلو الأخرى مع التبديل متسلسلة بين طرائق الطباعة المختلفة. وتتمثل القدرة التقنية لخط الإنتاج هذا من خلال الطباعة التلقائية للأشباح التي تحاكي البشرة والتي تشكل البشرة والادمه والانسجه تحت الجلد والورم المدمج.

وهميه ملفقه بواسطة طلاء تدور الطلاء تدور يوزع بالتساوي قطرات علي الركيزة عن طريق تدوير القرص الدوار ، ويتم تصنيع طبقه واحده من الجسم الأصلي بعد علاج. سرعه الدوران من الركيزة ووقت الدوران لا تؤثر فقط علي نوعيه سطح الوهمية ، ولكن أيضا تحديد سمك كل طبقه من الوهمية. يمكن ملفقه الأشب?...

Watch this Scientific Journal Video about Multimodal 3D Printing of Phantoms to Simulate Biological Tissue at JoVE.com

Multimodal 3D Printing of Phantoms to Simulate Biological Tissue

يتم دمج الطلاء الدوار والطباعة متعددة الطائرات ونمذجة الترسبات المنصهرة لإنتاج الأشباح غير المتجانسة متعددة الطبقات التي تحاكي الخصائص الهيكلية والوظيفية للانسجه البيولوجية.

الطباعة المتعددة الوسائط 3D من الأشباح لمحاكاة الانسجه البيولوجية

Biomedical optical imaging is playing an important role in diagnosis and treatment of various diseases. However, the accuracy and the reproducibility of ...

يتم دمج طلاء الدوران والطباعة البولي جيت والنمذجة الترسيب المنصهرة لإنتاج أشباح ثلاثية الطبقات متعددة الطبقات تحاكي الخصائص الهيكلية والوظيفية للأنسجة البيولوجية. وقد أصبح الافتقار إلى معايير وهمية يمكن تتبعها تحاكي التغاير الهيكلي والوظيفي للأنسجة البيولوجية هو عنق الزجاجة لتطوير الأجهزة البصرية الطبية الحيوية والتحقق منها. يُظهر هذا الفيديو تصنيع الأنسجة غير المتجانسة من طبقة إلى طبقة من الأطياف المُحاكاة من خلال دمج عمليات تصنيع مضاف متعددة مثل طلاء الدوران والطباعة البولي جيت وFDM في خط إنتاج للطباعة ثلاثية الأبعاد.وتتمثل القدرة التقنية لخط الإنتاج هذا في الطباعة التلقائية للأشباح التي تحاكي البشرة والتي تشمل البشرة والأدمة والأنسجة تحت الجلد والورم المدمج. إعداد المواد لطلاء تدور الطباعة. إضافة مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم إلى راتنج فوتوبومير جيش تحرير السودان، ويحرك لمدة 30 دقيقة على ضجة مغناطيسية.ختم مع احباط القصدير و sonicate. فراغ لمدة 10 دقائق. قم بتحميله في المحاقن التخزينية تحضير المواد للطباعة بوليجيت.إضافة المواد، سونيكات، إضافة صبغة حمراء صينية، وتحميلها في الخراطيش، ووضع خراطيش في الطابعة. إعداد المواد للطباعة FDM. سخني الشمع الهلامي منخفض الكثافة على ضجة مغناطيسية.إضافة مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم، إضافة مسحوق الجرافيت في القارض الثاني. فراغ تحميلها في الطارد من وحدة فوهة الهجينة الثلاثة. تصميم الوهمية البصرية الرقمية من الجلد إعداد المعلمات لطلاء تدور.قم بإعداد معلمات سرعة الدوران والمدة في برنامج التحكم. إعداد كمية من المواد طلاء تدور والوقت من ضوء المعالجة. إعداد ملف المصدر للطباعة بوليجيت، استيراد صورة الأوعية الدموية في البرنامج، تعيين موقف الطباعة وتعيين المعلمات نافثة للحبر توليد ملف PRN اللازمة للطباعة بعد الإعداد هو إعداد كامل من G-رمز للطباعة FDM، واستيراد نموذج الورم في برنامج كورا إضافة كل في كل واحد في فوهة تقطيع السيناريو في برنامج كورا وشريحة النموذج لتوليد G-رمز اللازمة لطباعة الوثائق استيراد برامج التحكم في الطباعة.انقر فوق عنصر القائمة ملف في شريط القوائم. تحميل طباعة الأشعة فوق البنفسجية PRN الملفات. استيراد رمز G.انقر فوق الزر بدء الطباعة. اليد الميكانيكية تنقل الركيزة على محطة التحميل إلى مركز مركز مرحلة عينة اللف. موزع الغراء يتحكم في حقنة بالتنقيط المواد إلى مركز الركيزة.المعطف تدور يبدأ في العمل. إسقاط مصباح الأشعة فوق البنفسجية وتشغيله وسيتم طباعة البشرة الجلد. نقل الركيزة إلى منصة 3D المحمول.نقل الركيزة إلى الموضع الأولي للطباعة فوق البنفسجية، ودفع الطابعة النافثة للحبر إلى موقف العمل. الطابعة النافثة للحبر تطبع الصورة. يتم دفع مصباح الأشعة فوق البنفسجية من قبل الاسطوانة ونقلها إلى أسفل إلى موقف فوق الركيزة، بدوره على مصباح الأشعة فوق البنفسجية.كرر لطبقة الطباعة التالية حتى اكتمال الطباعة متعددة الطبقات. يتم نقل فوهة الخلط إلى وضعية العمل عن طريق دفع طباعة الأسطوانة وفقًا لتعليمات رمز G. يتم إكمال الطباعة حتى يتم طباعة جزء الأنسجة تحت الجلد من جزء الورم.نقل الركيزة مرة أخرى إلى محطة التحميل يلقي طبقة تحت الجلد الوهمية مع مساعدة من نتائج ممثل العفن. نتيجة خط إنتاج الطباعة التلقائي. من خلال دمج طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يمكن للنظام إنشاء ورم مثل الوهمية من خلال اتباع الخطوات في البروتوكول.أخذ نموذج الجلد متعدد الطبقات المبسطة هو مثال على ذلك. يتم تصنيعها طبقة البشرة، طبقة الأدمة وطبقة الأنسجة تحت الجلد مع سمك مختلفة وخصائص بصرية مختلفة من قبل طريقة طلاء تدور، طريقة الطباعة بولي جيت وطريقة الطباعة FDM. من خلال النموذج تم التحقق من إمكانية الجمع بين طلاء الدوران والطباعة البولي جيت وطباعة FDM لإنتاج أشباح بصرية ثبت أن النظام لديه القدرة على إنتاج أنسجة وهمية بصرية مع خصائص المحاكاة البصرية وخصائص المحاكاة الهيكلية.

Research

JoVE Journal

Engineering

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

الصغرى 3D الطباعة باستخدام جهاز عرض رقمي وتطبيقاتها في دراسة ميكانيكا مواد لينة

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

عالية الدقة، والسرعة الفائقة، والتصوير ثلاثي الأبعاد الفيديو مع تقنيات الإسقاط هامش الرقمية

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

Digital Printing of Titanium Dioxide for Dye Sensitized Solar Cells

الطباعة الرقمية من ثاني أكسيد التيتانيوم للخلايا الشمسية صبغ الحساس

Silicon solar cell manufacturing is an expensive and high energy consuming process. In contrast, dye sensitized solar cell production is less ...

Preparation and 3D Tracking of Catalytic Swimming Devices

تتبع إعداد و3D من التحفيز أجهزة سباحة

We report a method to prepare catalytically active Janus colloids that "swim" in fluids and describe how to determine their 3D motion using fluorescence ...

3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy

3D طباعة نماذج الجزيئية البيولوجية للبحوث والتربية

The construction of physical three-dimensional (3D) models of biomolecules can uniquely contribute to the study of the structure-function relationship. 3D ...

Multi-material Ceramic-Based Components &#8211; Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM - T3DP)

Multi-material Ceramic-Based Components ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œ Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing CerAM - T3DP

مكونات مادية متعددة المستندة إلى الخزف – المضافة في تصنيع مكونات الزركونيا اللونين الأبيض والأسود بلدن 3D-الطباعة (سيرام-T3DP)

To combine the benefits of Additive Manufacturing (AM) with the benefits of Functionally Graded Materials (FGM) to ceramic-based 4D components (three ...

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

ختم قابلة الطباعة وتصنيع الأسطح هيميويكينج

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

الهجين الطباعة لتصنيع أجهزة الاستشعار الذكية

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Using Flexible Gold-Titanium Reaction Cells to Simulate Pressure-Dependent Microbial Activity in the Context of Subsurface Biomining

استخدام خلايا تفاعل الذهب والتيتانيوم المرنة لمحاكاة النشاط الميكروبي المعتمد علي الضغط في سياق الحيوية تحت السطحية

Laboratory studies investigating subsurface microbial processes, such as metal leaching in deep ore deposits (biomining), share common and challenging ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

الطباعة ثلاثية الأبعاد - تقييم انبعاثات الجسيمات من قلم الطباعة ثلاثية الأبعاد

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...