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

Het werk werd gesteund door de National Natural Science Foundation van China (Grant NOS. 11002139 en 81327803) en de fundamentele onderzoeksfondsen voor de centrale universiteiten. We danken Zachary J. Smith van de University of Science and Technology voor het leveren van de audio-VoiceOver.

1. materialen voorbereiden voor 3D-printen
Opmerking: onze optische Phantom-productielijn gebruikt een verscheidenheid aan druk materialen om de structurele en functionele heterogeneities van biologisch weefsel te simuleren. De selectie van het afdrukmateriaal hangt ook af van de productieprocessen.
<ol><li>Materiaal voorbereiding voor het afdrukken van spin coating<ol>
<li>Voeg 100 mg titaniumdioxide (TiO2) poeder toe aan een bekerglas met 100 ml van de stereolithografie (Sla) ph...

<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>

Bij de fabricage van de meerlaagse Phantom is het materiaal dat voor de spin coating wordt gebruikt een soort lichtuikbaar materiaal in plaats van PDM'S. De tussenlaag wordt bedrukt met de polyjet Printmethode, die de lichtuikbare hars als grondstof gebruikt. Hoewel dunne PDMS Phantoms kunnen worden gemaakt door spin coating na het toevoegen van tert-butylalcohol, kan een PDMS laag niet effectief binden aan het lichtuikbare materiaal tijdens het printen van polyjet. Daarom kozen we voor de lichtuikbare hars voor spin coa...

Biomedische optische beeldvorming vertegenwoordigt een familie van medische beeldvormings hulpmiddelen die ziekten en weefsel anomalieën detecteren op basis van lichte interacties met biologisch weefsel. In vergelijking met andere beeldvormings modaliteiten, zoals magnetische resonantie imaging (MRI) en computertomografie (CT), neemt biomedische optische beeldvorming het voordeel van niet-invasieve meting van weefsel structurele, functionele en moleculaire kenmerken met behulp van goedkope en draagbare apparaten1,2,3,4. Ondanks haar superioriteit in kosten en draagbaarheid, is optische beeldvorming echter niet algemeen aanvaard voor klinische diagnose en therapeutische begeleiding, deels vanwege de slechte reproduceerbaarheid en het gebrek aan kwantitatieve mapping tussen optische en biologische parameters. De belangrijkste reden voor deze beperking is het ontbreken van traceerbare normen voor kwantitatieve kalibratie en validering van biomedische optische beeldvormings apparaten.
In het verleden werd een verscheidenheid aan weefselsimulerende fantoms ontwikkeld voor biomedisch optisch beeldvormings onderzoek in verschillende weefsel typen, zoals hersenen5,6,7, huid8,9,10,11,12, blaas13en borstweefsels14,15,16,17. Deze Phantoms worden voornamelijk geproduceerd door een van de volgende fabricageprocessen: 1) spin coating10,18 (voor het simuleren van homogeen en dun-gelaagd weefsel); 2) molding19 (voor het simuleren van volumineus weefsel met geometrische kenmerken); en 3) driedimensionaal (3D) printen20,21,22 (voor simuleren gelaagde heterogene weefsel). Huid fantoms geproduceerd door molding zijn in staat om na te bootsen de bulk optische eigenschappen van huid weefsel, maar kan niet simuleren de laterale optische heterogeneities19. Bentz et al. gebruikte een tweekanaals FDM 3D-Printmethode om verschillende optische eigenschappen van biologisch weefsel na te bootsen23. Echter, met behulp van twee materialen niet voldoende weefsel optische heterogeniteit en anisotropie simuleren. Lurie et al. creëerde een blaas fantoom voor optische coherentie tomografie (OCT) en Cystoscopie door 3D-printen en spin coating te combineren13. Heterogene kenmerken van de Phantom, zoals bloedvaten, moesten echter met de hand worden geschilderd.
Onder de bovenstaande Phantom-fabricageprocessen biedt 3D-printen de meeste flexibiliteit voor het simuleren van de structurele en functionele heterogeneities van biologisch weefsel. Veel biologische weefsel typen, zoals huid weefsel, bestaan echter uit meerlaagse en multigeschaalde componenten die niet effectief kunnen worden gedupliceerd door één 3D-afdrukproces. Daarom is integratie van meerdere productieprocessen noodzakelijk. Wij stellen een 3D Printing productielijn voor die meerdere productieprocessen integreert voor de automatische productie van meerlaagse en multigeschaalde weefsel simulerende Phantoms als een traceerbare standaard voor biomedische optische beeldvorming (Figuur 1). Hoewel spin coating, polyjet Printing en FDM geautomatiseerd zijn in onze 3D Printing productielijn, behoudt elke modaliteit dezelfde functionele kenmerken als de gevestigde processen. Daarom biedt deze paper een algemene richtlijn voor het produceren van multi-geschaalde, gelaagde en heterogene weefselsimulatie fantoms zonder de fysieke integratie van meerdere processen in één apparaat.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Afbeelding 1: het CAD-diagram van de productielijn voor 3D-afdrukken. A) de productielijn voor 3D-printen met de bovenste schil is verwijderd. B) de schematische voorstelling van de spin coating module en de mechanische hand module. C) de schematische voorstelling van de polyjet-drukmodule. D) de schematische voorstelling van de fdm-print module (de UV-lamp behoort tot de polyjet Printing module). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.</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

Biomedische optische beeldvorming speelt een belangrijke rol bij de diagnose en behandeling van verschillende ziekten. De nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van een optisch beeldvormings apparaat worden echter sterk beïnvloed door de prestatiekenmerken van de componenten, de testomgeving en de bewerkingen. Daarom is het noodzakelijk om deze apparaten te kalibreren door traceerbare Phantom-normen. De meeste van de momenteel beschikbare Phantoms zijn echter homogene Phantoms die multimodale en dynamische kenmerken van biologisch weefsel niet kunnen simuleren. Hier tonen we de fabricage van heterogene weefselsimulerende fantoms met behulp van een productielijn die een spin coating module, een polyjet module, een Fused depositie Modeling (FDM) module en een automatisch controlekader integreert. De structurele informatie en de optische parameters van een "digitale optische Phantom" zijn gedefinieerd in een prototype bestand, geïmporteerd naar de productielijn, en gefabriceerd laag-voor-laag met sequentiële schakelaar tussen verschillende druk modaliteiten. Technische bekwaamheid van een dergelijke productielijn wordt geïllustreerd door het automatisch printen van huid simulerende Phantoms die bestaan uit de epidermis, dermis, subcutaan weefsel en een ingesloten tumor.

Phantom gefabriceerd door spin coating De spin coating verdeelt de druppels gelijkmatig op het substraat door de draaitafel te roteren, en een enkele laag van het originele lichaam wordt na uitharding gefabriceerd. De rotatiesnelheid van het substraat en de rotatie tijd beïnvloeden niet alleen de oppervlaktekwaliteit van de Phantom, maar bepalen ook de dikte van elke laag van de Phantom. Phantoms van verschillende diktes kunnen worden vervaardigd door herhaalde spin coating Layer-by-Layer. De optisch...

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 coating, polyjet Printing, en gesmolten afzetting Modeling zijn geïntegreerd om gelaagde heterogene Phantoms te produceren die structurele en functionele eigenschappen van biologisch weefsel simuleren.

Multimodale 3D-printen van Phantoms om biologisch weefsel te simuleren

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

Spincoating, polyjetprinting en gesmolten depositiemodellering zijn geïntegreerd om meerlaagse heterogene fantooms te produceren die structurele en functionele eigenschappen van biologisch weefsel simuleren. Gebrek aan traceerbare fantoomnormen die structurele en functionele heterogeniteit van biologisch weefsel simuleren, is het knelpunt geworden voor de ontwikkeling en validatie van biomedische optische apparaten. Deze video toont laag voor laag fabricage van heterogene weefsel simuleren fantoom door de integratie van meerdere additieve productieprocessen zoals spin coating, PolyJet afdrukken en FDM in een productielijn van 3D-printen.De technische mogelijkheden van een dergelijke productielijn worden geïllustreerd door het automatisch afdrukken van huidsimulerende fantomen die opperhuid, dermis, onderhuids weefsel en een ingebedde tumor omvatten. Materiaalvoorbereiding voor het afdrukken van spincoating. Voeg titaniumdioxidepoeder toe aan SLA-fotopolymeer hars, roer gedurende 30 minuten op een magnetische roer.Verzegel met aluminiumfolie en sonicaat. Vacuüm gedurende 10 minuten. Laad het in de opslagspuit Materiaalvoorbereiding voor polyjetdruk.Voeg materiaal toe, soniceer, voeg Chinese Red Dye toe, laad ze in de cartridges, stop cartridges in de printer. Materiaalvoorbereiding voor FDM-printen. Verwarm gelwax met een lage dichtheid op een magnetische beweging.Voeg titaniumdioxide poeder, voeg grafiet poeder in de tweede beker. Vacuüm laad ze in de extruder van de hybride drie mondstuk module. Ontwerp van digitaal optisch fantoom van de huid Het instellen van parameters voor spin-coating.Stel de parameters van de roterende snelheid en duur in de besturingssoftware in. de hoeveelheid spincoatingmateriaal en de tijd van het licht uitharden in te stellen. Voorbereiding van het bronbestand voor polyjet afdrukken, Import het bloedvat beeld in de software, stel de afdrukpositie en stel de inkjet parameters genereren van de PRN-bestand dat nodig is voor het afdrukken na de setup is volledige voorbereiding van G-code voor FDM afdrukken, importeren van de tumor model in de Cura software voeg de alles in een nozzle snijden script in de Cura-software en snijd het model om de G-code die nodig is voor het afdrukken van documenten importeren van de printcontrole software te genereren.Klik op het menu-item Bestand in de menubalk. Laad de UV-printenDE PRN-bestanden. importeer de G-code.Klik op de knop Afdrukken starten. De mechanische hand verplaatst het substraat op het laadstation naar het midden van het spin-coater monster stadium. De lijmdispenser regelt een spuit druppel het materiaal naar het midden van het substraat.De spin-coater begint te werken. Laat de UV-lamp vallen en zet hem aan en de huidoppermis wordt afgedrukt. Verplaats het substraat naar het 3D mobiele platform.Verplaats het substraat naar de beginpositie van de UV-print, duw de inkjetprinter naar de werkpositie. De inkjetprinter drukt de afbeelding af. De UV-lamp wordt door de cilinder geduwd en naar beneden verplaatst naar de positie boven het substraat, zet de UV-lamp aan.Herhaal dit voor de volgende afdruklaag totdat de meerlaagse afdruk is voltooid. De mengmond wordt naar de werkpositie verplaatst door de druk van de cilinderafdruk volgens de instructies van de G-code. De afdruk wordt voltooid totdat het onderhuidse weefselgedeelte van het tumorgedeelte is afgedrukt.Verplaats het substraat terug naar het laadstation wierp de onderhuidse laag fantoom met behulp van een mal Representatieve resultaten. Resultaat van geautomatiseerde drukproductielijn. Door de 3D-printmethoden te integreren, kan het systeem een tumor zoals fantoom creëren door de stappen in het protocol te volgen.Het nemen van de vereenvoudigde meerlaagse huid model is een voorbeeld. De opperhuidlaag, dermislaag en onderhuidse weefsellaag met verschillende diktes en verschillende optische eigenschappen worden vervaardigd door de spincoatingmethode, de polyjetprintmethode en de FDM-drukmethode. Via het model werd de mogelijkheid om spincoating, polyjetprinting en FDM-printen te combineren om optische fantomen te produceren geverifieerd, het is bewezen dat het systeem het potentieel heeft om weefseloptisch fantoom te produceren met optische simulatiekenmerken en structurele simulatiekenmerken.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micro 3D Printing Met behulp van een digitale projector en de toepassing ervan in de studie van de Soft Materials Mechanica

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 Printing titaandioxide voor kleurstof zonnecellen

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

Voorbereiding en 3D-tracking van Catalytic Zwemmen 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 Biomoleculaire modellen voor onderzoek en Pedagogiek

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 materiaal keramiek gebaseerde componenten – Additive Manufacturing van zwart-witte Zirconia componenten door thermoplastische 3D-Printing (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

Schaalbare stempel drukken en fabricage van Hemiwicking oppervlakken

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

Hybride afdrukken voor de fabrikatie van slimme sensoren

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

Met behulp van flexibele goud-Titanium reactie cellen om druk afhankelijke microbiële activiteit te simuleren in de context van suboppervlakte 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-printen - Deeltjesemissies van een 3D-printpen evalueren

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