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

Arbejdet blev støttet af Kinas National Natural Science Foundation (Grant nr. 11002139 og 81327803) og de grundlæggende forskningsfonde for de centrale universiteter. Vi takker Zachary J. Smith fra University of Science and Technology for at levere audio VoiceOver.

1. klargøring af materialer til 3D-udskrivning
Bemærk: vores optiske fantom produktionslinje bruger en række forskellige udskrivningsmaterialer til at simulere de strukturelle og funktionelle forskelligartethed af biologisk væv. Udvælgelsen af trykke materialerne afhænger også af fremstillingsprocesser.
<ol><li>Materiale forberedelse til print af spin belægning<ol>
<li>Tilsæt 100 mg titandioxid (TiO2) pulver til et bægerglas indeholdende 100 ml stereolitografiske (SLA) p...

<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>

I fremstillingen af det flerlagede Phantom er det materiale, der anvendes til spin belægning, en slags let-curable materiale i stedet for PDMS. Det mellemste lag trykkes med polyjet-udskrivningsmetoden, som anvender den letkurerbare harpiks som råmateriale. Selvom tynde PDMS Phantoms kan laves ved spin belægning efter tilsætning af tert-butylalkohol, kan et PDMS lag ikke effektivt binde sig til det letkurerbare materiale under polyjet udskrivning. Derfor valgte vi den let-helbredelig harpiks til spin belægning.
...

Biomedical Optical Imaging repræsenterer en familie af medicinske billedbehandlingsværktøjer, der registrerer sygdomme og vævs anomalier baseret på lette interaktioner med biologisk væv. I sammenligning med andre billedbehandlings metoder, såsom magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og computertomografi (CT), tager biomedicinsk optisk billeddannelse fordelen ved ikke-invasiv måling af vævs strukturelle, funktionelle og molekylære egenskaber ved hjælp af billige og bærbare enheder1,2,3,4. Men på trods af sin overlegenhed i omkostninger og bærbarhed, optisk billeddannelse er ikke blevet bredt accepteret til klinisk diagnose og terapeutisk vejledning, delvist på grund af sin ringe reproducerbarhed og manglende kvantitativ kortlægning mellem optiske og biologiske parametre. Den væsentligste årsag til denne begrænsning er manglen på sporbare standarder for kvantitativ kalibrering og validering af biomedicinske optiske billedbehandlings anordninger.
Tidligere blev en række vævs simulerende fantomer udviklet til biomedicinsk optisk billedbehandlings forskning i forskellige vævstyper, såsom hjernen5,6,7, Skin8,9,10,11,12, blære13og brystvæv14,15,16,17. Disse fantomer produceres primært af en af følgende fabrikationsprocesser: 1) spin belægning10,18 (til simulering af homogen og tyndt lagdelt væv); 2) støbning19 (til simulering af voluminøse væv med geometriske egenskaber); og 3) tredimensionel (3D) udskrivning20,21,22 (til simulering af flerlags heterogene væv). Hudfantomer produceret af støbning er i stand til at efterligne bulk optiske egenskaber af hudvæv, men kan ikke simulere den laterale optiske forskelligartethed19. Bentz et al. brugte en to-kanals FDM 3D print metode til at efterligne forskellige optiske egenskaber af biologisk væv23. Men ved hjælp af to materialer kan ikke i tilstrækkelig grad simulere væv optisk heterogenitet og Anisotropy. Lurie et al. skabte en blære fantom for optisk kohærens tomografi (OCT) og Cystoskopi ved at kombinere 3D-udskrivning og spin coating13. Men heterogene funktioner i Fantomet, såsom blodkar, skulle være håndmalet.
Blandt de ovennævnte fantom fabrikation processer, 3D-udskrivning giver den mest fleksibilitet til simulering af strukturelle og funktionelle forskelligartethed af biologisk væv. Men mange biologiske vævstyper, såsom hudvæv, består af flerlags-og fler skalerede komponenter, der ikke effektivt kan duplikeres af en enkelt 3D-udskrivningsproces. Derfor er det nødvendigt at integrere flere fremstillingsprocesser. Vi foreslår en 3D-print produktionslinje, der integrerer flere fremstillingsprocesser til automatisk produktion af flerlags-og fler skaleret væv, som simulerer fantomer som en sporbar standard for biomedicinsk optisk billeddannelse (figur 1). Selvom spin belægning, polyjet Printing, og FDM er automatiseret i vores 3D-print produktionslinje, bevarer hver modalitet de samme funktionelle egenskaber som de etablerede processer. Derfor indeholder dette papir en generel retningslinje for produktion af fler skalerede, flerlags og heterogene vævs simulerings fantomer uden behov for fysisk integration af flere processer i et enkelt apparat.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Figur 1: CAD-diagrammet i produktionslinjen for 3D-udskrivning. (A) den 3D-udskrivning produktionslinje med den øverste Shell fjernet. (B) skematisk af spin coating-modulet og det mekaniske hånd modul. C) skematisk af polyjet-udskrivnings modulet. D) skematisk af FDM-udskrivnings MODULET (UV-lampen hører til polyjet-udskrivnings modulet). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</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

Biomedicinsk optisk billeddannelse spiller en vigtig rolle i diagnosticering og behandling af forskellige sygdomme. En optisk Billed enheds nøjagtighed og reproducerbarhed påvirkes imidlertid i høj grad af dets komponenters, prøvnings miljøets og operationens ydeevne egenskaber. Derfor er det nødvendigt at kalibrere disse enheder ved sporbare fantom standarder. Men de fleste af de aktuelt tilgængelige fantomer er homogene fantomer, der ikke kan simulere multimodale og dynamiske egenskaber af biologisk væv. Her viser vi fremstillingen af heterogene vævs simulerende fantomer ved hjælp af en produktionslinje, der integrerer et spin coating-modul, et polyjet-modul, et FDM-modul (sammensmeltet deposition Modeling) og en automatisk kontrolstruktur. De strukturelle oplysninger og de optiske parametre for en "digital optisk fantom" er defineret i en prototype fil, importeret til produktionslinjen, og fabrikeret lag-for-lag med sekventiel Skift mellem forskellige udskrivningsmetoder. Teknisk kapacitet af en sådan produktionslinje er eksemplificeret ved den automatiske trykning af hud-simulerer fantomer, der omfatter epidermis, dermis, subkutane væv, og en indlejret tumor.

Phantom fabrikeret af spin belægning Spin belægningen fordeler jævnt dråberne på substratet ved at rotere drejeskiven, og et enkelt lag af den oprindelige krop er fabrikeret efter hærdning. Substratets rotationshastighed og rotations tidspunktet påvirker ikke kun fantomet overfladekvalitet, men bestemmer også tykkelsen af hvert lag af fantomet. Fantomer af forskellige tykkelser kan fremstilles ved gentagen spin belægning lag-for-lag. De optiske parametre for fantomer kan bestemmes ved at ænd...

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

Spin belægning, polyjet print og smeltet deposition modellering er integreret for at producere flerlags heterogene fantomer, der simulerer strukturelle og funktionelle egenskaber af biologisk væv.

Multimodal 3D-trykning af fantomer til simulering af biologisk væv

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

Spin-belægning, polyjet print og smeltet deposition modellering er integreret til at producere flerlagede heterogene fantomer, der simulerer strukturelle og funktionelle egenskaber af biologisk væv. Mangel på sporbare fantomstandarder, der simulerer strukturel og funktionel heterogenitet af biologisk væv, er blevet flaskehalsen for udvikling og validering af biomedicinske optiske anordninger. Denne video viser lag for lag fabrikation af heterogene væv simulerer fantomer ved at integrere flere additiv fremstillingsprocesser såsom spin belægning, PolyJet udskrivning og FDM i en produktionslinje af 3D-print.Tekniske kapacitet af en sådan produktionslinje er eksemplificeret ved automatisk udskrivning af hud-simulerende fantomer, der omfatter epidermis, dermis, subkutane væv og en indlejret tumor. Materiale forberedelse til spin belægning udskrivning. Tilsæt titandioxid pulver i SLA photopolymer Resin, rør i 30 minutter på en magnetisk røre.Seal med tin folie og sonikere. Vakuum i 10 minutter. Læg den i opbevaringssprøjten Materialeforberedelse til polyjetudskrivning.Tilføj materiale, sonikere, tilføje kinesiske Red Dye, indlæse dem i patroner, sætte patroner i printeren. Klargøring af materiale til FDM-print. Varm low-density gel voks på en magnetisk røre.Tilsæt titandioxid pulver, tilsæt grafit pulver i det andet bægerglas. Vakuum indlæse dem i ekstruderen af hybrid tre dysemodulet. Design af digitalt optisk fantom af huden Opsætning af parametre for spin-belægning.Konfigurer parametrene for roterende hastighed og varighed i kontrolsoftwaren. opsætning af mængden af spin-coating materiale og tidspunktet for lyshærdning. Forberedelse af kildefil til polyjet udskrivning, Import blodkar billedet i softwaren, indstille print position og indstille inkjet parametre generere PRN fil er nødvendige for udskrivning efter opsætningen er fuldstændig forberedelse af G-kode til FDM udskrivning, importere tumor model i Cura software tilføje alt i en dyse udskæring script i Cura software og skær modellen til at generere G-kode, der kræves til udskrivning Dokumenter import af trykkontrol software.Klik på menupunktet Filer på menulinjen. Irlæs UV-udskrivnings-PRN-filerne. importere G-koden.Klik på knappen Start udskrivning. Den mekaniske hånd flytter underlaget på læssestationen til midten af spin-coater prøvefasen. Limdispenseren styrer et sprøjtesprøjt, der drypper materialet til midten af substratet.Spin-coater begynder at arbejde. Drop UV-lampen og tænd den og huden epidermis vil blive trykt. Flyt underlaget til 3D-mobilplatformen.Flyt underlaget til UV-udskrivningens startposition, og skub inkjetprinteren til arbejdspositionen. Inkjetprinteren udskriver billedet. UV-lampen skubbes af cylinderen og flyttes ned til positionen over underlaget, tænde FOR UV-lampen.Gentag for det næste lag udskrivning, indtil udskrivningen med flere lag er fuldført. Blandedysen flyttes til arbejdspositionen ved at trykke på cylinderprintet i overensstemmelse med G-kodens anvisninger. Udskriften er afsluttet, indtil den subkutane væv del af tumordelen er trykt.Flyt underlaget tilbage til lastning stationen kaste det subkutane lag fantom ved hjælp af en støbeform Repræsentative resultater. Resultat af automatiseret udskrivning produktionslinje. Ved at integrere 3D-printmetoderne kan systemet skabe en tumor som fantom ved at følge trinene i protokollen.At tage den forenklede flerlags hudmodel er et eksempel. Epidermis lag, dermis lag og subkutane væv lag med forskellige tykkelser og forskellige optiske egenskaber er fremstillet af spin belægning metode, polyjet udskrivning metode og FDM udskrivning metode. Gennem modellen blev muligheden for at kombinere spin-belægning, polyjettryk og FDM-udskrivning for at producere optiske fantomer verificeret, at systemet har potentiale til at producere væv optisk fantom med optiske simuleringsegenskaber og strukturelle simuleringsegenskaber.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micro 3D Udskrivning ved hjælp af en digital projektor og dens anvendelse i studiet af bløde materialer Mechanics

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

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

Digital udskrivning af titandioxid for Dye sensibiliserede solceller

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

Forberedelse og 3D Tracking af katalytisk Swimming Devices

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 Printing af biomolekylære modeller for forskning og Pædagogik

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

Multi materielle keramik-baserede komponenter – Additive Manufacturing af sort-hvide Zirconia komponenter af termoplastisk 3D-udskrivning (CerAM - 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

Skalerbar stempel udskrivning og fabrikation af Hemiwicking overflader

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

Hybrid udskrivning for fabrikation af Smart sensorer

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

Brug af fleksible guld-titanium reaktions celler til at simulere tryk afhængig mikrobiel aktivitet i forbindelse med underjordiske Biomining

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

3D-udskrivning - Evaluering af partikelemissioner fra en 3D-printpen

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