Name: multimodal 3d printing of phantoms to simulate biological tissue
Uploaded: 2020-01-11T15:00:00
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Il lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11002139 e 81327803) e dai Fondi di Ricerca fondamentali per le Università Centrali. Ringraziamo il team di ricerca dell'Università di Scienza e Tecnologia per aver fornito la voce fuori campo audio.

1. Preparazione dei materiali per la stampa 3D
NOTA: La nostra linea di produzione ottica phantom utilizza una varietà di materiali di stampa per simulare le eterogeneità strutturali e funzionali del tessuto biologico. La selezione dei materiali di stampa dipende anche dai processi di produzione.
<ol><li>Preparazione del materiale per la stampa del rivestimento a spin<ol>
<li>Aggiungere 100 mg di polvere di biossido di titanio (TiO2)in un becher contenente 100 mL di resina fotop...

<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>

Nella fabbricazione del fantasma multistrato, il materiale utilizzato per il rivestimento a spin è una sorta di materiale leggero al posto del PDMS. Lo strato intermedio viene stampato con il metodo di stampa a getto polijet, che utilizza la resina luminosa come materia prima. Anche se i sottili fantasmi PDMS possono essere realizzati con rivestimento di spin dopo l'aggiunta di alcool tert-butyl, uno strato PDMS non può efficacemente legarsi al materiale leggero durante la stampa poligeti. Pertanto, abbiamo scelto la r...

L'imaging ottico biomedico rappresenta una famiglia di strumenti di imaging medico che rilevano malattie e anomalie tissutali basate su interazioni di luce con il tessuto biologico. Rispetto ad altre modalità di imaging, come la risonanza magnetica (RM) e la tomografia computerizzata (TC), l'imaging ottico biomedico sfrutta la misurazione non invasiva delle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari dei tessuti utilizzando dispositivi portatili e a basso costo1,2,3,4. Tuttavia, nonostante la sua superiorità in termini di costi e portabilità, l'imaging ottico non è stato ampiamente accettato per la diagnosi clinica e l'orientamento terapeutico, in parte a causa della sua scarsa riproducibilità e della mancanza di mappatura quantitativa tra parametri ottici e biologici. La ragione principale di questa limitazione è la mancanza di standard tracciabili per la calibrazione quantitativa e la convalida dei dispositivi di imaging ottico biomedico.
In passato, una varietà di phantom che simulano i tessuti sono stati sviluppati per la ricerca biomedica di imaging ottico in vari tipi di tessuto, come il cervello5,6,7, pelle8,9,10,11,12, vescica13e tessuti mammari14,15,16,17. Questi fantasmi sono prodotti principalmente da uno dei seguenti processi di fabbricazione: 1) spin coating10,18 (per simulare tessuto omogeneo e sottile); 2) stampaggio19 (per simulare tessuto ingombrante con caratteristiche geometriche); e 3) stampa tridimensionale (3D)20,21,22 (per simulare tessuto eterogeneo multistrato). I fantasmi della pelle prodotti dalla stampatura sono in grado di imitare le proprietà ottiche sfuse del tessuto cutaneo, ma non possono simulare le eterogeneità ottiche laterali19. Bentz e altri hanno utilizzato un metodo di stampa 3D FDM a due canali per imitare diverse proprietà ottiche del tessuto biologico23. Tuttavia, l'utilizzo di due materiali non può simulare sufficientemente l'eterogeneità ottica dei tessuti e l'anisotropia. Lurie et al. ha creato un fantasma della vescica per la tomografia a coerenza ottica (OCT) e la cistoscopia combinando la stampa 3D e il rivestimento di spin13. Tuttavia, le caratteristiche eterogenee del fantasma, come i vasi sanguigni, dovevano essere dipinte a mano.
Tra i processi di fabbricazione fantasma di cui sopra, la stampa 3D offre la massima flessibilità per simulare le eterogeneità strutturali e funzionali del tessuto biologico. Tuttavia, molti tipi di tessuto biologico, come il tessuto cutaneo, sono costituiti da componenti multistrato e multiscala che non possono essere efficacemente duplicati da un singolo processo di stampa 3D. Pertanto, è necessaria l'integrazione di più processi di produzione. Proponiamo una linea di produzione di stampa 3D che integra più processi di produzione per la produzione automatica di tessuti multistrato e multiscala che simulano i fantasmi come standard tracciabile per l'imaging ottico biomedico (Figura 1). Anche se il rivestimento a spin, la stampa polijet e l'FDM sono automatizzati nella nostra linea di produzione di stampa 3D, ogni modalità mantiene le stesse caratteristiche funzionali dei processi stabiliti. Pertanto, questo documento fornisce una linea guida generale per la produzione di phantom di simulazione tissutale multiscala, multistrato ed eterogenei senza la necessità di integrazione fisica di più processi in un unico apparato.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Figura 1: Il diagramma CAD della linea di produzione di stampa 3D. (A) La linea di produzione di stampa 3D con il guscio superiore rimosso. (B) Lo schema del modulo di rivestimento di spin e del modulo meccanico della mano. (C) Lo schema del modulo di stampa polyjet. (D) Lo schema del modulo di stampa FDM (la lampada UV appartiene al modulo di stampa polyjet). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</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

L'imaging ottico biomedico svolge un ruolo importante nella diagnosi e nel trattamento di varie malattie. Tuttavia, l'accuratezza e la riproducibilità di un dispositivo di imaging ottico sono notevolmente influenzate dalle caratteristiche prestazionali dei suoi componenti, dell'ambiente di test e delle operazioni. Pertanto, è necessario calibrare questi dispositivi in base a standard fantasma tracciabili. Tuttavia, la maggior parte dei fantasmi attualmente disponibili sono fantasmi omogenei che non possono simulare caratteristiche multimodali e dinamiche del tessuto biologico. Qui, mostriamo la fabbricazione di fantasmi eterogenei che simulano tessuti utilizzando una linea di produzione che integra un modulo di rivestimento a spin, un modulo polijet, un modulo FDM (FDM) fuso e un framework di controllo automatico. Le informazioni strutturali e i parametri ottici di un "fantasma ottico digitale" sono definiti in un file prototipo, importati nella linea di produzione e fabbricati strato per strato con interruttore sequenziale tra diverse modalità di stampa. La capacità tecnica di una tale linea di produzione è esemplificata dalla stampa automatica di fantasmi che simulano la pelle che comprendono l'epidermide, il derma, il tessuto sottocutaneo e un tumore incorporato.

Fantasma fabbricato con rivestimento a spin Il rivestimento di spin distribuisce uniformemente le goccioline sul substrato ruotando il giradischi, e un singolo strato del corpo originale viene fabbricato dopo la stagionatura. La velocità di rotazione del substrato e il tempo di rotazione non solo influenzano la qualità della superficie del fantasma, ma determinano anche lo spessore di ogni strato del fantasma. Fantasmi di diversi spessori possono essere fabbricati da rivestimento di spin ripetitivo ...

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Multimodal 3D Printing of Phantoms to Simulate Biological Tissue

Il rivestimento a spin, la stampa polijet e la modellazione della deposizione fusa sono integrati per produrre fantasmi eterogenei multistrato che simulano le proprietà strutturali e funzionali del tessuto biologico.

Stampa 3D multimodale di fantasmi per simulare il tessuto biologico

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

Spin-coating, stampa polijet e modellazione di deposizioni fuse sono integrati per produrre fantasmi eterogenei multistrato che simulano proprietà strutturali e funzionali del tessuto biologico. La mancanza di standard fantasma tracciabili che simulano l'eterogeneità strutturale e funzionale del tessuto biologico è diventata il collo di bottiglia per lo sviluppo e la convalida di dispositivi ottici biomedici. Questo video mostra la fabbricazione strato per strato di tessuti eterogenei che simulano i fantasmi integrando più processi di produzione additiva come il rivestimento di spin, la stampa PolyJet e FDM in una linea di produzione di stampa 3D.La capacità tecnica di una tale linea di produzione è esemplificata dalla stampa automatica di fantasmi simulanti della pelle che comprendono epidermide, derma, tessuto sottocutaneo e un tumore incorporato. Preparazione del materiale per la stampa del rivestimento di spin. Aggiungere la polvere di biossido di titanio nella resina fotopolimero SLA, mescolare per 30 minuti su una agitazione magnetica.Sigillare con lamina di latta e sonicare. Vuoto per 10 minuti. Caricarlo nella siringa di stoccaggio Preparazione del materiale per la stampa a poligetto.Aggiungere materiale, sonicare, aggiungere Chinese Red Dye, caricarli nelle cartucce, mettere le cartucce nella stampante. Preparazione del materiale per la stampa FDM. Scaldare la cera gel a bassa densità su un'agitazione magnetica.Aggiungere la polvere di biossido di titanio, aggiungere polvere di grafite nel secondo bicchiere. Caricarli sottovuoto nell'estrusore del modulo ibrido a tre ugelli. Progettazione del fantasma ottico digitale della pelle Impostazione dei parametri per lo spin-coating.Impostare i parametri di velocità e durata di rotazione nel software di controllo. impostare la quantità di materiale di spin-coating e il tempo di polimerizzazione della luce. Preparazione del file sorgente per la stampa polyjet, Importare l'immagine del vaso sanguigno nel software, impostare la posizione di stampa e impostare i parametri del getto d'inchiostro generare il file PRN necessario per la stampa dopo la preparazione completa dell'impostazione del codice G per la stampa FDM, importare il modello tumorale nel software Cura aggiungere lo script di affezione dell'ugello tutto in un unico nel software Cura e tagliare il modello per generare il codice G necessario per la stampa dei documenti importazione del software di controllo della stampa.Fare clic sulla voce di menu File nella barra dei menu. Caricare i file PRN di stampa UV. importare il codice G.Fare clic sul pulsante Avvia stampa. La mano meccanica sposta il substrato sulla stazione di carico al centro dello stadio di campionamento dello spin-coater. Il distributore di colla controlla una flebo siringa del materiale al centro del substrato.Lo spin-coater inizia a funzionare. Far cadere la lampada UV e accenderla e verrà stampata l'epidermide della pelle. Spostare il substrato sulla piattaforma mobile 3D.Spostare il substrato nella posizione iniziale della stampa UV, spingere la stampante a getto d'inchiostro nella posizione di lavoro. La stampante a getto d'inchiostro stampa l'immagine. La lampada UV viene spinta dal cilindro e spostata verso il basso nella posizione sopra il substrato, accendere la lampada UV.Ripetere la ripetizione per il livello successivo di stampa fino al completamento della stampa multistrato. L'ugello di miscelazione viene spostato nella posizione di lavoro con la spinta della stampa del cilindro secondo le istruzioni del codice G. La stampa viene completata fino a quando non viene stampata la porzione di tessuto sottocutaneo della porzione tumorale.Spostare il substrato di nuovo alla stazione di carico proiettare il fantasma dello strato sottocutaneo con l'aiuto di uno stampo Risultati rappresentativi. Risultato della linea di produzione di stampa automatizzata. Integrando i metodi di stampa 3D, il sistema potrebbe creare un tumore come il fantasma seguendo i passaggi del protocollo.Prendere il modello di pelle multistrato semplificato è un esempio. Lo strato di epidermide, lo strato di derma e lo strato di tessuto sottocutaneo con spessori diversi e diverse proprietà ottiche sono fabbricati con il metodo di rivestimento di spin, il metodo di stampa polyjet e il metodo di stampa FDM. Attraverso il modello è stata verificata la possibilità di combinare rivestimento a spin, stampa poligetto e stampa FDM per produrre fantasmi ottici è stata verificata è dimostrato che il sistema ha il potenziale per produrre tessuto ottico fantasma con caratteristiche di simulazione ottica e caratteristiche di simulazione strutturale.

Research

JoVE Journal

Engineering

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