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

Verket ble støttet av National Natural Science Foundation i Kina (Grant NOS. 11002139 og 81327803) og de grunnleggende Forskningsmidlene for de sentrale universitetene. Vi takker Zachary J. Smith ved University of Science and Technology for å gi lydkommentar spor.

1. klargjøre materialer for 3D-utskrift
Merk: vår optiske fantom produksjonslinje bruker en rekke utskriftsmaterialer for å simulere den strukturelle og funksjonelle heterogeniteter av biologisk vev. Valget av utskriftsmaterialet avhenger også av produksjonsprosessene.
<ol><li>Materiale forberedelse for spin belegg utskrift<ol>
<li>Tilsett 100 mg titandioksid (TiO2) pulver i et beger som inneholder 100 ml STEREOLITHOGRAPHY (SLA) photopolymer harpiks.</li>
		<li>Rør blandingen...

<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 fabrikasjon av flerlags Phantom, er materialet som brukes for spin coating en slags lys-kureres materiale i stedet for PDMS. Den mellomliggende laget er trykt med polyjet utskrift metoden, som bruker lett kureres harpiks som råstoff. Selv om tynne PDMS fantomer kan gjøres ved å spinne belegg etter å legge tert-butyl alkohol, et PDMS lag kan ikke effektivt binde til lys-kureres materiale under polyjet utskrift. Derfor valgte vi den lys-kureres harpiks for spin belegg.
For øyeblikket er d...

Biomedisinsk optisk avbildning representerer en familie med medisinsk bildebehandlingsverktøy som oppdager sykdommer og vevs uregelmessigheter basert på lys interaksjoner med biologisk vev. I sammenligning med andre Imaging modaliteter, slik som magnetisk resonans imaging (MRI) og beregnet tomografi (CT), biomedisinsk optisk Imaging tar fordel av ikke-invasiv måling av vev strukturelle, funksjonelle og molekylære egenskaper ved hjelp av lav-pris og bærbare enheter1,2,3,4. Men til tross for sin overlegenhet i kostnader og portabilitet, optisk Imaging har ikke vært allment akseptert for klinisk diagnose og terapeutisk veiledning, delvis på grunn av sin dårlige reproduserbarhet og mangel på kvantitativ kartlegging mellom optiske og biologiske parametre. Hovedårsaken til denne begrensningen er mangelen på sporbare standarder for kvantitativ kalibrering og validering av biomedisinsk optiske bildeenheter.
I det siste, en rekke vev-simulere fantomer ble utviklet for biomedisinsk optisk imaging forskning i ulike vev typer, slik som Brain5,6,7, Skin8,9,10,11,12, blære13, og bryst vev14,15,16,17. Disse fantomer er hovedsakelig produsert av en av følgende fabrikasjon prosesser: 1) spin coating10,18 (for simulere homogen og tynt lagdelt vev); 2) molding19 (for å simulere klumpete vev med geometriske funksjoner); og 3) tredimensjonal (3D) utskrift20,21,22 (for å simulere flerlags heterogene vev). Skin fantomer produsert av molding er i stand til å etterligne bulk optiske egenskaper av hud vevet, men kan ikke simulere den laterale optiske heterogeniteter19. Bentz et al. brukte en to-kanals FDM 3D utskrift metode for å etterligne ulike optiske egenskaper av biologisk vev23. Men ved hjelp av to materialer kan ikke tilstrekkelig simulere vev optiske heterogenitet og anisotropien. Lurie et al. skapte en blære fantom for optisk sammenheng tomografi (OCT) og cystoskopi ved å kombinere 3D-utskrift og Spin belegg13. Men heterogene trekk ved Fantomet, slik som blodkar, måtte håndmalt.
Blant de ovennevnte fantom fabrikasjon prosessene, 3D-utskrift gir mest fleksibilitet for å simulere den strukturelle og funksjonelle heterogeniteter av biologisk vev. Men mange biologiske vevstyper, som for eksempel hud vev, består av flerlags og multiscaled komponenter som ikke kan dupliseres effektivt av en enkelt 3D utskriftsprosess. Derfor er integrering av flere produksjonsprosesser nødvendig. Vi foreslår en produksjonslinje med 3D-utskrift som integrerer flere produksjonsprosesser for automatisk produksjon av flerlags og multiscaled vev som simulerer fantomer som en sporbar standard for biomedisinsk optisk avbildning (figur 1). Selv om spin belegg, polyjet utskrift, og FDM er automatisert i vår 3D-utskrift produksjonslinje, beholder hver modalitet de samme funksjonelle egenskaper som de etablerte prosessene. Derfor gir dette papiret en generell retningslinje for å produsere multiscaled, flerlags, og heterogen vev-simulering fantomer uten behov for fysisk integrering av flere prosesser i et enkelt apparat.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Figur 1: CAD-diagrammet for produksjonslinjen for 3D-utskrift. (A) produksjonslinjen for 3D-utskrift med topp skallet fjernet. (B) skjematisk av Spin coating modulen og den mekaniske hånd modulen. (C) skjematisk av polyjet utskrift modulen. (D) SKJEMATISK av FDM utskrift MODULEN (UV-lampen tilhører polyjet utskrift modul). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</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

Biomedisinsk optisk Imaging spiller en viktig rolle i diagnostisering og behandling av ulike sykdommer. Nøyaktigheten og reproduserbarheten til en optisk bildegjengivelsesenhet påvirkes imidlertid i stor grad av ytelsesegenskapene til komponentene, testmiljøet og operasjonene. Derfor er det nødvendig å kalibrere disse enhetene ved sporbar fantom standarder. Men de fleste av de tilgjengelige fantomer er homogene fantomer som ikke kan simulere multimodal og dynamiske egenskaper av biologisk vev. Her viser vi fabrikasjon av heterogene vev-simulere fantomer ved hjelp av en produksjonslinje integrere en spin belegg modul, en polyjet modul, en smeltet deponering modellering (FDM) modul, og en automatisk kontroll rammeverk. Den strukturelle informasjon og de optiske parametrene av en "Digital optisk fantom" er definert i en prototype fil, importert til produksjonslinjen, og fremstille lag for lag med sekvensiell bytte mellom ulike utskrift modaliteter. Teknisk evne til en slik produksjonslinje er et eksempel på ved automatisk trykking av hud simulerings fantomer som utgjør epidermis, dermis, under Huds vevet og en innebygd svulst.

Phantom fabrikkert av Spin belegg Den spin belegg jevnt distribuerer dråpene på underlaget ved å rotere dreieskiven, og et enkelt lag av den opprinnelige kroppen er fabrikkert etter herding. Rotasjonshastigheten av underlaget og tidspunktet for rotasjon ikke bare påvirke overflaten kvaliteten på Fantomet, men også bestemme tykkelsen på hvert lag av Fantomet. Fantomer av forskjellige tykkelser kan fremstilles ved repeterende spin coating lag-for-lag. De optiske parametrene til fantomer kan beste...

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 belegg, polyjet utskrift, og smeltet deponering modellering er integrert for å produsere flerlags heterogene fantomer som simulerer strukturelle og funksjonelle egenskaper av biologisk vev.

Multimodal 3D-utskrift av fantomer for å simulere biologisk vev

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

Spin-belegg, polyjet utskrift og smeltet deponering modellering er integrert for å produsere flerlags heterogene fantomer som simulerer strukturelle og funksjonelle egenskaper av biologisk vev. Mangel på sporbare fantomstandarder som simulerer strukturell og funksjonell heterogenitet av biologisk vev har blitt flaskehalsen for utvikling og validering av biomedisinske optiske enheter. Denne videoen viser lag for lag fabrikasjon av heterogent vev simulere fantomer ved å integrere flere additiv produksjonsprosesser som spin belegg, PolyJet utskrift og FDM i en produksjonslinje med 3D-utskrift.Teknisk evne til en slik produksjonslinje er eksemplifisert ved automatisk utskrift av hudsimulerende fantomer som består av epidermis, dermis, subkutant vev og en innebygd svulst. Materialforberedelse for utskrift av spin-belegg. Tilsett titandioksidpulver i SLA fotopolymerharpiks, rør i 30 minutter på magnetisk røre.Forsegle med tinnfolie og soniker. Vakuum i 10 minutter. Legg den i lagringssprøyten Materiale forberedelse for polyjet utskrift.Legg til materiale, sonicate, legg til kinesisk rødt fargestoff, legg dem inn i patronene, legg patroner inn i skriveren. Materialklargjøring for FDM-utskrift. Varm gelvoks med lav tetthet på magnetisk røre.Tilsett titandioksidpulver, tilsett grafittpulver i det andre begeret. Støvsug dem inn i ekstruderen til hybrid tre dysemodulen. Design av digital optisk fantom av huden Sette opp parametere for spin-belegg.Definer parameterne for roterende hastighet og varighet i kontrollprogramvaren. sette opp mengden spin-belegg materiale og tidspunktet for lys-herding. Utarbeidelse av kildefilen for polyjet utskrift, Importer blodkar bildet inn i programvaren, sette utskriftsposisjonen og sette blekkskrivere generere PRN-filen som trengs for utskrift etter at oppsettet er fullstendig utarbeidelse av G-kode for FDM utskrift, importere tumormodellen til Cura programvare legge alt i ett dyse kutte skriptet i Cura programvare og skive modellen for å generere G-koden som kreves for utskrift Dokumenter import av utskriftskontrollprogramvaren.Klikk menyelementet Fil på menylinjen. Legg inn PRN-filene for UV-utskrift. importere G-koden.Klikk på Start utskrift-knappen. Den mekaniske hånden flytter underlaget på lastestasjonen til midten av spin-coater prøvestadiet. Limdispenseren kontrollerer et sprøytet drypp materialet til midten av substratet.Spin-coater begynner å fungere. Slipp UV-lampen og slå den på og huden epidermis vil bli trykt. Flytt underlaget til 3D-mobilplattformen.Flytt underlaget til startposisjonen til UV-utskriften, skyv blekkskriveren til arbeidsstilling. Blekkskriveren skriver ut bildet. UV-lampen skyves av sylinderen og flyttes ned til posisjonen over underlaget, slå på UV-lampen.Gjenta for neste lag med utskrift til flerlagsutskriften er fullført. Blandedysen flyttes til arbeidsstilling ved å trykke på sylinderutskriften i henhold til instruksjonene i G-koden. Utskriften er fullført til den subkutane vevsdelen av tumordelen skrives ut.Flytt underlaget tilbake til lastestasjonen kastet subkutan lag fantomet ved hjelp av en mold Representative resultater. Resultat av automatisert utskriftsproduksjonslinje. Ved å integrere 3D-utskriftsmetodene kan systemet skape en svulst som fantom ved å følge trinnene i protokollen.Å ta den forenklede flerlags hudmodellen er et eksempel. Epidermis-laget, dermis-laget og det subkutane vevslaget med forskjellige tykkelser og forskjellige optiske egenskaper er fabrikkert av spin-beleggmetoden, polyjetutskriftsmetoden og FDM-utskriftsmetoden. Gjennom modellen ble muligheten for å kombinere spin belegg, polyjet utskrift og FDM utskrift for å produsere optiske fantomer bekreftet det er bevist at systemet har potensial til å produsere vev optisk fantom med optiske simuleringsegenskaper og strukturelle simuleringsegenskaper.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micro 3D Printing Ved hjelp av en digital projektor og dens anvendelse i studiet av myke 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

Digitaltrykk av Titanium Dioxide for Dye Overfølsomme Solar Cells

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

Utarbeidelse og 3D sporing av katalytiske Svømme 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-utskrift av biomolekylære Modeller for forskning og pedagogikk

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-materiale keramiske-baserte komponenter-additiv produksjon av svart-hvitt Zirconia komponenter av termoplastisk 3D-utskrift (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 stempeltrykk og fabrikasjon av Hemiwicking overflater

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 utskrift for fabrikasjon av smarte 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

Bruke fleksible Gold-Titanium reaksjons celler for å simulere trykk avhengig mikrobiell aktivitet i sammenheng med undergrunnen 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-utskrift – Evaluering av partikkelutslipp av en 3D-utskriftspenn

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