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

Arbetet stöddes av National Natural Science Foundation i Kina (Grant nr 11002139 och 81327803) och de grundläggande forskningsfonderna för de centrala universiteten. Vi tackar Zachary J. Smith vid University of Science and Technology för att tillhandahålla ljud VoiceOver.

1. förberedelse av material för 3D-utskrifter
Obs: vår optiska fantom produktionslinje använder en mängd olika tryckmaterial för att simulera strukturella och funktionella heteroktiteter av biologisk vävnad. Valet av utskriftsmaterial beror också på tillverkningsprocesserna.
<ol><li>Material beredning för spin Coating utskrift<ol>
<li>Tillsätt 100 mg titandioxid (TiO2) pulver i en bägare som innehåller 100 ml stereolithography (SLA) fotopolymerharts.</li>
		<li>Rör o...

<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 tillverkningen av flerskiktade Fantomen, är det material som används för spinn beläggning ett slags ljus-botas material i stället för PDMS. Det mellanliggande skiktet är tryckt med PolyJet utskrift metod, som använder ljus-botas harts som råvara. Även tunna PDMS fantomer kan göras genom spinn beläggning efter tillsats av tert-Butyl alkohol, ett PDMS skikt kan inte effektivt binda till ljus-botas material under PolyJet utskrift. Därför valde vi den ljusbobara kådan för spinn beläggning.
<p class="jo...

Biomedicinsk optisk avbildning representerar en familj av medicinska avbildningsverktyg som upptäcker sjukdomar och vävnads avvikelser baserat på lätta interaktioner med biologisk vävnad. I jämförelse med andra Imaging modaliteter, såsom magnetisk resonanstomografi (MRI) och datortomografi (CT), biomedicinsk optisk avbildning tar fördelen av noninvasiv mätning av vävnad strukturella, funktionella, och molekylära egenskaper med hjälp av billiga och bärbara enheter1,2,3,4. Men trots sin överlägsenhet i kostnader och bärbarhet, optisk avbildning har inte varit allmänt accepterat för klinisk diagnos och terapeutisk vägledning, delvis på grund av dess dåliga reproducerbarhet och brist på kvantitativ mappning mellan optiska och biologiska parametrar. Den främsta orsaken till denna begränsning är avsaknaden av spårbara standarder för kvantitativ kalibrering och validering av biomedicinska optiska bildenheter.
Förr i tiden har en mängd olika vävnads simulerande fantomer utvecklats för biomedicinsk optisk avbildning forskning i olika vävnadstyper, såsom hjärna5,6,7, hud8,9,10,11,12, urinblåsan13, och bröstvävnad14,15,16,17. Dessa fantomer tillverkas främst av en av följande tillverkningsprocesser: 1) spinn beläggning10,18 (för simulering av homogen och tunnskiktad vävnad); 2) gjutning19 (för simulering av skrymmande vävnad med geometriska egenskaper); och 3) tredimensionell (3D) utskrift20,21,22 (för simulering av flerskiktade heterogena vävnad). Hud fantomer produceras av gjutning kan efterlikna bulk optiska egenskaper av hud vävnad men kan inte simulera de laterala optiska heteroeities19. Bentz et al. använde en tvåkanals FDM 3D utskriftsmetod för att efterlikna olika optiska egenskaper av biologisk vävnad23. Men med hjälp av två material kan inte tillräckligt simulera vävnad optisk heterogenitet och anisotropi. Lurie et al. skapade en blåsa fantom för optisk koherens tomografi (ULT) och cystoskopi genom att kombinera 3D-utskrifter och spinn beläggning13. Emellertid, heterogena särdrag av Fantomen, liksom blodkärl, måste att vara handmålade.
Bland ovanstående Phantom Fabrication processer, 3D-utskrifter ger den mest flexibilitet för simulering av strukturella och funktionella heterosanningar av biologisk vävnad. Emellertid, många biologiska vävnadstyper, såsom hud vävnad, består av flerskiktade och flerskalade komponenter som inte kan effektivt dupliceras av en enda 3D-utskrift process. Därför är det nödvändigt att integrera flera tillverkningsprocesser. Vi föreslår en produktionslinje för 3D-utskrifter som integrerar flera tillverkningsprocesser för automatisk produktion av flerskiktade och multiskalade vävnad som simulerar fantomer som spårbar standard för biomedicinsk optisk avbildning (figur 1). Även om spinn beläggning, polyjettryck och FDM automatiseras i vår produktionslinje för 3D-utskrifter, behåller varje modalitet samma funktionella egenskaper som de etablerade processerna. Därför ger detta papper en allmän riktlinje för att producera multiskalade, flerskiktade och heterogena vävnad-simulering fantomer utan behov av fysisk integration av flera processer i en enda apparat.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Bild 1: CAD-diagrammet för produktionslinjen för 3D-utskrifter. (A) produktionslinjen för 3D-utskrifter med det övre skalet borttaget. (B) schematiskt av spinbeläggningsmodulen och den mekaniska handmodulen. C) schematiskt av PolyJet-utskriftsmodulen. D) schematiskt för FDM-utskriftsmodulen (UV-lampan tillhör PolyJet-utskriftsmodulen). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.</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 avbildning spelar en viktig roll för diagnostik och behandling av olika sjukdomar. Noggrannheten och reproducerbarheten hos en optisk bild apparat påverkas dock i hög grad av prestandaegenskaperna hos dess komponenter, testmiljön och verksamheten. Därför är det nödvändigt att kalibrera dessa enheter genom spårbara fantom standarder. De flesta av de för närvarande tillgängliga fantomer är dock homogena fantomer som inte kan simulera multimodala och dynamiska egenskaper hos biologisk vävnad. Här visar vi tillverkningen av heterogena vävnads simulerande fantomer med hjälp av en produktionslinje som integrerar en spin Coating module, en PolyJet modul, en smält deposition modellering (FDM) modul, och en automatisk kontrollram. Den strukturella informationen och de optiska parametrarna för en "Digital optisk fantom" definieras i en prototyp fil, importeras till produktionslinjen, och fabricerade lager för lager med sekventiell växling mellan olika utskriftsmetoder. Teknisk kapacitet för en sådan produktionslinje exemplifieras av automatisk tryckning av hud-simulating fantomer som omfattar epidermis, dermis, subkutan vävnad, och en inbäddad tumör.

Phantom tillverkad av spinn beläggning Spinn beläggningen fördelar dropparna jämnt på underlaget genom att vrida skivspelare, och ett enda lager av den ursprungliga kroppen är fabricerade efter härdning. Substratets rotationshastighet och rotationstiden påverkar inte bara fantom ytans kvalitet, utan avgör också tjockleken på varje skikt av Fantomen. Fantomer av olika tjocklekar kan tillverkas genom upprepad spinn beläggning skikt-för-lager. De optiska parametrarna för fantomer kan bestä...

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

Spinn beläggning, polyjettryck och smält deposition modellering är integrerade för att producera flerskiktade heterogena fantomer som simulerar strukturella och funktionella egenskaper av biologisk vävnad.

Multimodala 3D-utskrifter av fantomer för att simulera biologisk vävnad

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

Spin-beläggning, polyjettryck och smält deposition modellering är integrerade för att producera flerskiktade heterogena fantomer som simulerar strukturella och funktionella egenskaper av biologisk vävnad. Brist på spårbara fantomstandarder som simulerar strukturell och funktionell heterogenitet av biologisk vävnad har blivit flaskhalsen för utveckling och validering av biomedicinska optiska enheter. Denna video visar lager för lager tillverkning av heterogen vävnad simulera fantomer genom att integrera flera additiva tillverkningsprocesser såsom spinn beläggning, PolyJet utskrift och FDM i en produktionslinje av 3D-utskrift.Teknisk förmåga av en sådan produktionslinje exemplifieras genom automatisk utskrift av hud-simulerande fantomer som omfattar epidermis, dermis, subkutan vävnad och en inbäddad tumör. Materialberedning för spinbeläggningstryck. Tillsätt titandioxidpulver i SLA fotopolymer Resin, rör om i 30 minuter på en magnetisk omrörning.Förtäta med tennfolie och sonikera. Vakuum i 10 minuter. Ladda in den i förvaringssprutan Beredning för polyjettryck.Lägg till material, sonikera, lägga kinesiska Red Dye, ladda dem i patronerna, sätta patroner i skrivaren. Materialberedning för FDM-utskrift. Värm lågdensitetsgelvax på en magnetisk omrörning.Tillsätt titandioxidpulver, tillsätt grafitpulver i den andra bägaren. Vakuum ladda dem i extrudern av hybrid tre munstycke modulen. Design av digital optisk fantom av hud Ställa in parametrar för spin-beläggning.Ställ in parametrarna för roterande hastighet och varaktighet i styrprogramvaran. setup mängden spin-beläggning material och tiden för ljus-härdning. Framställning av källfil för polyjet utskrift, Importera blodkärlet bilden i programvaran, ställa in utskriftspositionen och ställa in bläckstråleskrivare parametrar generera PRN fil som behövs för utskrift efter att installationen är fullständig förberedelse av G-kod för FDM utskrift, importera tumören modellen i Cura programvara lägga till alla i ett munstycke skivning skript i Cura programvara och skiva modellen för att generera G-kod som krävs för utskrift Dokument import av utskriften kontrollprogramvara.Klicka på menyalternativet Arkiv i menyraden. Ladda UV-utskrift PRN-filer. importera G-koden.Klicka på knappen Starta utskrift. Den mekaniska handen flyttar substratet på lastningsstationen till centrum av spin-coater provsteget. Limdispensern styr en sprutad droppa materialet till mitten av substratet.Spin-coatern börjar fungera. Släpp UV-lampan och slå på den så skrivs hudepermis ut. Flytta underlaget till 3D-mobilplattformen.Flytta underlaget till UV-utskriftens initialposition, tryck bläckstråleskrivaren till arbetspositionen. Bläckstråleskrivaren skriver ut bilden. UV-lampan trycks av cylindern och flyttas ner till läget ovanför underlaget, sätt på UV-lampan.Upprepa för nästa lager utskrift tills flerskiktsutskriften är klar. Blandningsmunstycket flyttas till arbetsläget genom tryckning av cylindertrycket enligt Instruktionerna i G-koden. Utskriften är avslutad tills den subkutana vävnadsdelen av tumördelen är tryckt.Flytta underlaget tillbaka till laststation gjuta subkutana lagret fantom med hjälp av en mögel Representativa resultat. Resultat av automatiserad utskrift produktionslinje. Genom att integrera 3D-utskriftsmetoderna kan systemet skapa en tumör som fantom genom att följa stegen i protokollet.Att ta den förenklade flerskiktshudmodellen är ett exempel. Epidermisskiktet, dermisskiktet och det subkutana vävnadsskiktet med olika tjocklekar och olika optiska egenskaper är tillverkade av spinnbeläggningsmetoden, polyjettryckmetoden och FDM-tryckmetoden. Genom modellen möjligheten att kombinera spinn beläggning, polyjet utskrift och FDM utskrift för att producera optiska fantomer var bevisat det bevisas att systemet har potential att producera vävnad optisk fantom med optisk simulering egenskaper och strukturella 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 Med hjälp av en digital projektor och dess tillämpning i studien av mjuka material Mekanik

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

Högupplöst, hög hastighet, tredimensionell video Imaging med Digital Fringe Projection Tekniker

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 titandioxid för grätzelsolcell

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

Upprättande och 3D spårning av katalytiska 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 av biomolekylära modeller för forskning och pedagogik

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

Multimaterial keramik-baserade komponenter – additiv tillverkning av svartvita Zirconia komponenter av termoplastiska 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

Skalbar stämpelutskrift och tillverkning av Hemiwicking ytor

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 för tillverkning av smarta 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

Använda flexibla reaktions celler i guld-Titan för att simulera tryck beroende mikrobiell aktivitet i samband med subsurface-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 - Utvärdera partikelutsläpp av en 3D-utskriftspenna

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