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

Çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Grant No. 11002139 ve 81327803) ve Merkez Üniversiteler için Temel Araştırma Fonları tarafından desteklenmiştir. Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Zachary J. Smith'e seslendirme sağladığı için teşekkür ederiz.

1. 3D baskı için malzeme hazırlama
NOT: Optik hayalet üretim hattımız biyolojik dokunun yapısal ve fonksiyonel heterojenliklerini simüle etmek için çeşitli baskı malzemeleri kullanır. Baskı malzemelerinin seçimi de üretim süreçlerine bağlıdır.
<ol><li>Spin kaplama baskı için malzeme hazırlama<ol>
<li>100 mL stereolitografi (SLA) fotopolimer reçine içeren bir kabın içine 100 mg titanyum dioksit (TiO2)tozu ekleyin.</li>
		<li>Bir manyetik karıştırıcı...

<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>

Çok katmanlı hayaletin imalatında, spin kaplama için kullanılan malzeme PDMS yerine hafif tedavi edilebilir bir malzemedir. Ara katman, hafif kürlenebilir rekarni hammadde olarak kullanan polyjet baskı yöntemi ile yazdırılır. İnce PDMS fantomları tert-butil alkol ekledikten sonra spin kaplama ile yapılabilse de, pdms katmanı polijet baskı sırasında ışık la tedavi edilebilir malzemeye etkili bir şekilde bağlanamaz. Bu nedenle, spin kaplama için hafif kürebilir resin seçti.
<p class="jove_cont...

Biyomedikal optik görüntüleme, biyolojik doku ile ışık etkileşimlerine dayalı hastalıkları ve doku anomalilerini tespit eden tıbbi görüntüleme araçları ailesini temsil eder. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve bilgisayarlı tomografi (BT) gibi diğer görüntüleme yöntemleri ile karşılaştırıldığında, biyomedikal optik görüntüleme doku yapısal, fonksiyonel ve moleküler özelliklerin noninvaziv ölçüm yararlanarak düşük maliyetli ve taşınabilir cihazlar1,2,3,4. Ancak, maliyet ve taşınabilirlik teki üstünlüğüne rağmen, optik görüntüleme kısmen kötü tekrarlanabilirliği ve optik ve biyolojik parametreler arasında nicel haritalama eksikliği nedeniyle klinik tanı ve terapötik rehberlik için yaygın olarak kabul edilmemiştir. Bu sınırlamanın temel nedeni, biyomedikal optik görüntüleme cihazlarının nicel kalibrasyonu ve doğrulanması için izlenebilir standartların olmamasıdır.
Geçmişte, çeşitli doku simüle hayaletler çeşitli beyin5,6,7, cilt8,9,10,11,12, mesane13, ve meme dokuları14,15,16,17gibi çeşitli doku tipleri, biyomedikal optik görüntüleme araştırma için geliştirilmiştir. Bu hayaletler öncelikle aşağıdaki üretim süreçlerinden biri tarafından üretilmektedir: 1) spin kaplama10,18 (homojen ve ince katmanlı doku simüle için); 2)kalıplama 19 (geometrik özelliklere sahip hantal doku simüle için); ve 3) üç boyutlu (3D) baskı20,21,22 (çok katmanlı heterojen doku simüle için). Kalıplama ile üretilen deri fantomları cilt dokusunun toplu optik özelliklerini taklit edebiliyoruz ancak lateral optik heterojenlikleri taklit edemez19. Bentz ve ark. biyolojik doku23farklı optik özelliklerini taklit etmek için iki kanallı FDM 3D baskı yöntemi kullanılır. Ancak, iki malzeme kullanarak yeterince doku optik heterojenite ve aizotropi simüle edemez. Lurie ve ark. optik koherens tomografi (OKT) ve sistoskopi için 3D baskı ve spin kaplama birleştirerek bir mesane hayalet oluşturdu13. Ancak, kan damarları gibi hayaletheterojen özellikleri, el boyanması gerekiyordu.
Yukarıdaki hayali üretim süreçleri arasında, 3D baskı biyolojik doku yapısal ve fonksiyonel heterojenlikleri simüle etmek için en esneklik sağlar. Ancak, cilt dokusu gibi birçok biyolojik doku tipi, tek bir 3D baskı işlemi yle etkin bir şekilde çoğaltılamayan çok katmanlı ve çok ölçekli bileşenlerden oluşur. Bu nedenle, birden çok üretim süreçlerinin entegrasyonu gereklidir. Biyomedikal optik görüntüleme için izlenebilir bir standart olarak hayaletleri taklit eden çok katmanlı ve çok ölçekli dokunun otomatik üretimi için birden fazla üretim proseslerini entegre eden bir 3D baskı üretim hattı öneriyoruz(Şekil 1). Spin kaplama, polijet baskı ve FDM 3D baskı üretim hattımızda otomatik leştirilmiş olsa da, her modalite, belirlenen proseslerle aynı işlevsel özellikleri korur. Bu nedenle, bu makale, birden fazla sürecin tek bir cihazda fiziksel entegrasyonuna gerek kalmadan çok ölçekli, çok katmanlı ve heterojen doku simülasyonu hayaletleri üretmek için genel bir kılavuz sağlar.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60563/60563fig1.jpg"> Şekil 1: 3B baskı üretim hattının CAD diyagramı. (A) Üst kabuğu çıkarılan 3D baskı üretim hattı. (B) Spin kaplama modülü ve mekanik el modülü şeması. (C) Polijet baskı modülü şeması. (D) FDM baskı modülü şeması (UV lambası polijet baskı modülüne aittir). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60563/60563fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</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

Biyomedikal optik görüntüleme çeşitli hastalıkların tanı ve tedavisinde önemli bir rol oynamaktadır. Ancak, bir optik görüntüleme cihazının doğruluğu ve tekrarlanabilirliği bileşenlerinin performans özelliklerinden, test ortamından ve operasyonlardan büyük ölçüde etkilenir. Bu nedenle, izlenebilir hayalet standartlara göre bu cihazların kalibre etmek gereklidir. Ancak, mevcut hayaletlerin çoğu biyolojik dokunun multimodal ve dinamik özelliklerini taklit edemez homojen hayaletler vardır. Burada, bir spin kaplama modülü, bir polyjet modülü, erimiş bir biriktirme modelleme (FDM) modülü ve otomatik kontrol çerçevesi entegre bir üretim hattı kullanarak heterojen doku simüle hayaletler imalatı göstermektedir. "Dijital optik hayalet"in yapısal bilgileri ve optik parametreleri, üretim hattına aktarılan bir prototip dosyasında tanımlanır ve farklı baskı yöntemleri arasında sıralı geçiş le katman katman üretilir. Böyle bir üretim hattının teknik yeteneği epidermis, dermis, deri altı doku ve gömülü bir tümör oluşturan deri simüle hayaletler otomatik baskı ile örneklenir.

Spin kaplama ile imal edilen Phantom Spin kaplama pikap döndürerek substrat üzerinde damlacıklar eşit dağıtır ve orijinal gövdenin tek bir tabaka kür sonra imal edilir. Substrat ve dönme süresinin dönme hızı sadece hayaletin yüzey kalitesini etkilemekle kalmıyor, aynı zamanda hayaletin her tabakasının kalınlığını da belirler. Farklı kalınlıklarda hayaletler, tekrarlayıcı spin kaplama katman katman ile imal edilebilir. Hayaletlerin optik parametreleri, bir önceki yayını...

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 kaplama, polijet baskı ve erimiş biriktirme modelleme biyolojik doku yapısal ve fonksiyonel özelliklerini taklit çok katmanlı heterojen hayaletler üretmek için entegre edilmiştir.

Biyolojik Doku Simüle Etmek Için Hayaletlerin Multimodal 3D Baskısı

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

Spin-kaplama, polijet baskı ve erimiş biriktirme modelleme biyolojik doku yapısal ve fonksiyonel özelliklerini taklit çok katmanlı heterojen hayaletler üretmek için entegre edilmiştir. Biyolojik dokunun yapısal ve fonksiyonel heterojenliğini simüle eden izlenebilir hayalet standartların eksikliği, biyomedikal optik cihazların geliştirilmesi ve doğrulanması için darboğaz haline gelmiştir. Bu video, spin kaplama, PolyJet baskı ve FDM gibi birden fazla katkı lı üretim proseslerini 3D baskı üretim hattına entegre ederek, heterojen doku simüle edici fantomların katman katman imalatını gösterir.Böyle bir üretim hattının teknik yeteneği epidermis, dermis, deri altı doku ve gömülü bir tümör oluşturan deri simüle hayaletler otomatik baskı ile örneklenir. Spin kaplama baskı için malzeme hazırlama. SLA fotopolimer Reçine titanyum dioksit tozu ekleyin, manyetik bir heyecan üzerinde 30 dakika karıştırın.Folyo folyo ve sonicate ile mühür. 10 dakika vakum. Polyjet baskı için depolama şırınga Malzeme hazırlama içine yükleyin.Malzeme ekleyin, sonicate, Çin Kırmızı Boya ekleyin, kartuşları içine yükleyin, yazıcıya kartuşları koymak. FDM baskı için malzeme hazırlama. Isı düşük yoğunluklu jel balmumu manyetik bir karıştırın.Titanyum dioksit tozu ekleyin, ikinci kabın içine grafit tozu ekleyin. Vakum hibrid üç meme modülü ekstrüder içine yükleyin. Tasarımında, spin kaplama parametrelerini ayarlama, cildin dijital optik hayaleti.Kontrol yazılımında dönen hız ve süre parametrelerini ayarlayın. spin kaplama malzemesi miktarını ve ışık kürleme süresini kurun. Polyjet baskı için kaynak dosyasıhazırlanması, Yazılım içine kan damarı görüntü İthalat, baskı konumunu ayarlamak ve kurulum FDM baskı için G-kodu tam hazırlanması sonra baskı için gerekli PRN dosyaoluşturmak mürekkep püskürtmeli parametreleri ayarlamak, Cura yazılımı içine tümör modeli almak cura yazılımı içine bir nozul dilimleme komut dosyası eklemek ve baskı kontrol yazılımı ithalat Belgeleri yazdırmak için gerekli G-kodu oluşturmak için modeli dilim.Menü çubuğundaki Dosya menüsü öğesini tıklatın. UV baskı PRN dosyalarını yükleyin. G kodunu içe aktarın.Yazdırmayı Başlat düğmesini tıklatın. Mekanik el, yükleme istasyonundaki substratı spin-coater numune aşamasının merkezine taşır. Tutkal dağıtıcısı, malzemeyi substratın ortasına kadar şırıngalı bir damlayı kontrol eder.Spin-coater çalışmaya başlar. UV lambasını bırakın ve açın ve deri epidermisinin yazdırılması. Substratı 3B mobil platforma taşıyın.Substratı UV baskının ilk konumuna taşıyın, mürekkep püskürtmeli yazıcıyı çalışma konumuna itin. Mürekkep püskürtmeli yazıcı resmi yazdırır. UV lambası silindir tarafından itilir ve alt tabaka üzerinde konuma aşağı taşındı, UV lambası açın.Çok katmanlı yazdırma tamamlanana kadar bir sonraki yazdırma katmanı için tekrarlayın. Karıştırma başlığı, G kodunun talimatlarına göre silindir baskısının itilmesiyle çalışma konumuna taşınır. Tümör kısmının deri altı doku kısmı yazdırılına kadar baskı tamamlanır.Substrat geri yükleme istasyonuna taşımak bir kalıp Temsilcisi sonuçları yardımıyla deri altı tabaka hayalet döküm. Otomatik baskı üretim hattının sonucu. 3D baskı yöntemlerini entegre ederek, sistem protokoldeki adımları izleyerek hayalet gibi bir tümör oluşturabilir.Basitleştirilmiş çok katmanlı cilt modeli alarak bir örnektir. Epidermis tabakası, dermis tabakası ve farklı kalınlıklarda ve farklı optik özelliklere sahip deri altı doku tabakası spin kaplama yöntemi, polijet baskı yöntemi ve FDM baskı yöntemi ile imal edilmektedir. Model sayesinde spin kaplama, polijet baskı ve FDM baskının optik fantom lar üretme olasılığı doğrulanmıştır, sistemin optik simülasyon özellikleri ve yapısal simülasyon özellikleri ile doku optik fantom üretme potansiyeline sahip olduğu kanıtlanmıştır.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Yumuşak Malzemelerin Mekaniği Çalışması Dijital Projektör ve Uygulama Kullanarak Mikro 3D Baskı

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

Boya duyarlı güneş pilleri için Titanyum Dioksit Dijital Baskı

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

Katalitik Yüzme Cihazların Hazırlanması ve 3D İzleme

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

Araştırma ve Pedagoji için Biyomoleküler Modelleri 3D Baskı

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

Çoklu malzeme Seramik tabanlı bileşenler-katkı siyah-beyaz zirkon bileşenleri termoplastik 3D baskı tarafından (CerAM - T3DP) üretim

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

Ölçeklenebilir pul baskı ve Hemiwicking yüzeyler imalatı

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

Hibrid akıllı sensörler imalatı için yazdırma

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

Yüzey Altı Biyomining Bağlamında Basınca Bağımlı Mikrobiyal Aktiviteyi Simüle Etmek Için Esnek Altın-Titanyum Reaksiyon Hücrelerinin Kullanılması

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 Baskı - 3D Baskı Kaleminin Parçacık Emisyonlarının Değerlendirilmesi

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