عملية صنع المجهرية ثلاثي الأبعاد باستخدام تبخير مكون قرباني

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع هياكل الأوعية الدموية الدقيقة ثلاثية الأبعاد. يتم تحقيق ذلك عن طريق إنشاء ألياف قرابين أولا عن طريق دمج أكسالات القصدير في ألياف حمض البولي لاكتيك. الخطوة الثانية هي تصميم الألياف ثلاثية الأبعاد باستخدام ألواح الزخرفة.

بعد ذلك ، يتم صب الألياف في راتنج مدمج. الخطوة الأخيرة هي إخلاء الألياف من الراتنج تحت الحرارة والفراغ. في النهاية ، يمكن استخدام نظام الأوعية الدموية الدقيقة لأغراض عديدة ، بما في ذلك التبادل الحراري والنقل الجماعي وأنظمة الشفاء الذاتي.

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة بسبب درجة البراعة اليدوية والوعي البصري اللازم للعمل مع الألياف عالية. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية حيث يصعب تعلم المعالجة الكيميائية للألياف وتوتير ألواح الأنماط لأنها تتطلب تنسيقا بين اليد والعين ومعدات متخصصة. ابدأ عملية ضخ محفز الألياف بمغزل مخصص ومصدر لألياف حمض البولي لاكتيك ذات القطر المعروف.

هنا ، 200 ميكرون. لف الكمية المطلوبة من الألياف حول الأرباع الثلاثة السفلية من المغزل. قلل من تداخل الألياف لتوفير أقصى قدر من التعرض لمساحة السطح في زجاجة يمكن إغلاقها.

امزج 400 مل من الماء منزوع الأيونات مع 40 مل من عسر الضغط. واحد 30. أغلق الزجاجة ورجها حتى يتم الحصول على محلول متجانس.

بعد ذلك ، ضع دورق سعة 1000 مل في حمام مائي عند 37 درجة مئوية. صب 400 مل من الإيثانول ثلاثي الفلورو في الدورق أضيفي محلول تفريغ الماء إلى الدورق وقلبي حتى يتجانس.

أضيفي جرام واحد من الملكيت الأخضر أو أي صبغة أخرى إلى الخليط وقلبي حتى يذوب. الآن ، قم بتوصيل المغزل بالخلاط الرقمي واضبط الارتفاع بحيث يكون المغزل على بعد نصف بوصة من الأسفل. اضبط الخلاط على 400 دورة في الدقيقة وابدأ الخلط ببطء.

أضف 1.3 جرام من محفز أكسالات القصدير إلى الخليط. اضبط الرقم الهيدروجيني في الخليط باستخدام هيدروكسيد الصوديوم حتى يصبح الرقم الهيدروجيني حوالي 6.8 إلى 7.2. بعد ذلك ، قم بتأمين غطاء على الدورق وقم بزيادة دوران المغزل إلى 500 دورة في الدقيقة.

حافظ على هذا لمدة 24 ساعة خلال أول ساعتين. قم بتفكيك أي تكتل من أكسالات القصدير يتطور. في نهاية 24 ساعة ، قم بتسخين الفرن مسبقا إلى 35 درجة مئوية.

أخرجي المغزل من الخلاط وضعيه في الفرن. اتركه ليجف طوال الليل. بعد ثماني ساعات على الأقل من التجفيف ، قم بإزالة المغزل من الفرن ، وفك الألياف من المغزل.

قم بإزالة المحفز الزائد من الألياف. يبدأ تصنيع وحدة تبادل الغازات الوعائية الدقيقة بالحصول على زوج من ألواح الزخرفة النحاسية المقطوعة بالليزر بنمط الأوعية الدموية الدقيقة المطلوب. ألصق اللوحات على حاملات المشابك.

قم بقص 10 بوصات من الألياف المحفزة لكل قناة صغيرة. استخدم صفيحة مقطوعة بقطر الألياف لإزالة أي محفز متبقي من الألياف. استخدم طرف مسدس الغراء الساخن لتفتق حواف الألياف.

افعل ذلك عن طريق بثق أطراف الألياف ببطء. بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بربط الألياف من خلال ثقوب مطابقة في أزواج ألواح الزخرفة النحاسية. بعد ذلك ، قم بربط الألواح في صندوق التشكيل.

تأكد من عدم لف الألياف عند ربط الألواح. ثم قم بربط أطراف الألياف من خلال أوتاد الرنانة للوحة الشد المخصصة ، وشد ألياف جيش التحرير الشعبى الصينى حتى مشدودة. احرص على عدم الإفراط في التوتر والتقاط الألياف.

قم بإزالة الجسيمات الزائدة من نمط الألياف باستخدام الهواء المضغوط. الآن امزج قاعدة بولي ثنائي ميثيل شين مع عامل المعالجة الخاص بها بنسبة 10 إلى حجم واحد ، ضع الخليط في وعاء مجفف. يتخلص من الخليط لمدة 10 دقائق تحت الفراغ.

صب خليط PDMS في صندوق التشكيل ، ولكن ليس مباشرة فوق الألياف. استخدم إبرة قياس 26 لإزالة أي فقاعات في صندوق التشكيل أو بين الألياف. بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بمعالجة التجميع عند 85 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.

عندما يتم تبريد الصندوق ، قم بفك الألواح النحاسية من صندوق التشكيل ، مع التأكد من عدم ثني الألواح أو سحبها بشدة. قم بإزالة المرحلة الأولى المعالجة من صندوق التشكيل. استخدم إبرة تحت الجلد بمقياس لا يقل عن ضعف القطر الخارجي للألياف لثقب الثقوب في غطاء نهاية RTV مع إبرة في مكان خيط من الألياف من خلال الفتحة.

ثم قم بإزالة الإبرة. يجب أن يكون نمط الثقب مشابها للوحة الزخرفة النحاسية ، ولكن ينتشر على نطاق أوسع. بعد ذلك ، اربط أغطية النهاية بصندوق صب أكبر.

صب المرحلة الثانية من PDMS وإزالة أي فقاعات غاز متبقية. مرة أخرى ، شفي 85 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بعد المعالجة الثانية ، قم بقطع أي ألياف زائدة من جيش التحرير الشعبى الصينى من العينة.

ضعه في فرن مفرغ من الهواء على حرارة 210 درجة مئوية لمدة 24 ساعة أو حتى يتم تفريغ معظم ألياف PLA. إذا تعذر إزالة أي جيش التحرير الشعبى الصينى ، فقم بحقن مليلتر واحد من الكلوروفورم لإذابة ما تبقى في القنوات الدقيقة. هذا يكمل تصنيع الوحدة.

يوفر هذا الإجراء طريقة لتصنيع هياكل الأوعية الدموية الدقيقة في الراتنج كما هو موضح في وحدة تبادل الغازات. يظهر في الأعلى. في أسفل اليسار توجد تفاصيل لجزء من الهيكل.

تم استخدام الأصباغ للوضوح البصري. على اليمين يوجد النمط السداسي المكون من ثقوب 200 ميكرون و 300 ميكرون المستخدمة لإنشاء القنوات الصغيرة. القنوات الصغيرة مجوفة تماما ويمكن فصلها بأقل من 50 ميكرون.

يقتصر هيكل شبكة الأوعية الدموية الدقيقة فقط على الهياكل التي يمكن أن تشكلها الألياف القربية. من الممكن أن تظهر كل من التسريبات والمقابس داخل القنوات الصغيرة. على الجانب الأيسر من وحدة تبادل الغاز هذه يوجد قابس.

غالبا ما يمكن إزالتها باستخدام مذيب. على الجانب الأيمن مثال على التسرب. تتشكل هذه عندما لا يتم تنظيف ألياف القرابين جيدا أو شدها جيدا بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في 45 دقيقة لإنشاء الألياف و 60 دقيقة لتصنيع وحدات الأوعية الدموية الدقيقة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية جعل ألياف القرابين تخلق نمطا ثلاثي الأبعاد ، واستكشاف العملية الواسعة وإصلاحها.