Impresión 3D multimodal de fantasmas para simular tejido biológico

El recubrimiento de giro, la impresión de polijet y el modelado de deposición fusionada están integrados para producir fantasmas heterogéneos multicapa que simulan las propiedades estructurales y funcionales del tejido biológico. La falta de normas fantasma trazables que simulan la heterogeneidad estructural y funcional del tejido biológico se ha convertido en el cuello de botella para el desarrollo y validación de dispositivos ópticos biomédicos. Este vídeo muestra la fabricación capa por capa de tejidos heterogéneos que simulan fantasmas mediante la integración de múltiples procesos de fabricación aditiva como el recubrimiento de espín, la impresión PolyJet y FDM en una línea de producción de impresión 3D.

La capacidad técnica de dicha línea de producción se ejemplifica mediante la impresión automática de fantasmas que simulan la piel que comprenden epidermis, dermis, tejido subcutáneo y un tumor incrustado. Preparación de materiales para la impresión de recubrimiento de espín. Agregue el polvo de dióxido de titanio en la resina de fotopolímero SLA, revuelva durante 30 minutos sobre un revuelo magnético.

Selle con papel de estaño y sonicar. Aspirar durante 10 minutos. Cárguelo en la jeringa de almacenamiento Preparación de material para impresión de polijet.

Añadir material, sonicar, añadir tinte rojo chino, cargarlos en los cartuchos, poner cartuchos en la impresora. Preparación de materiales para impresión FDM. Caliente la cera de gel de baja densidad en un revuelo magnético.

Añadir polvo de dióxido de titanio, añadir polvo de grafito en el segundo vaso de precipitados. Cargue al vacío en el extrusor del módulo híbrido de tres boquillas. Diseño del fantasma óptico digital de la piel Configuración de parámetros para el revestimiento de giro.

Configure los parámetros de velocidad y duración de rotación en el software de control. configurar la cantidad de material de recubrimiento de espín y el tiempo de curado de la luz. Preparación del archivo fuente para la impresión de polijet, Importar la imagen del vaso sanguíneo en el software, establecer la posición de impresión y establecer los parámetros de inyección de tinta generar el archivo PRN necesario para la impresión después de la configuración es la preparación completa del código G para la impresión FDM, importar el modelo tumoral en el software Cura añadir el todo en una secuencia de comandos de corte de boquilla en el software Cura y cortar el modelo para generar el código G necesario para la impresión de documentos de importación del software de control de impresión.

Haga clic en el elemento de menú Archivo de la barra de menús. Cargue los archivos PRN de impresión UV. importar el código G.

Haga clic en el botón Iniciar impresión. La mano mecánica mueve el sustrato en la estación de carga al centro de la etapa de la muestra de recubridor de espín. El dispensador de pegamento controla un goteo de jeringa del material al centro del sustrato.

El spin-coater empieza a funcionar. Suelte la lámpara UV y enciéndala y se imprimirá la epidermis de la piel. Mueva el sustrato a la plataforma móvil 3D.

Mueva el sustrato a la posición inicial de la impresión UV, empuje la impresora de inyección de tinta a la posición de trabajo. La impresora de inyección de tinta imprime la imagen. La lámpara UV es empujada por el cilindro y se mueve hacia abajo a la posición por encima del sustrato, encienda la lámpara UV.

Repita el proceso para la siguiente capa de impresión hasta que se complete la impresión multicapa. La boquilla de mezcla se mueve a la posición de trabajo pulsando el cilindro de acuerdo con las instrucciones del código G. La impresión se completa hasta que se imprime la parte del tejido subcutáneo de la parte tumoral.

Mueva el sustrato de nuevo a la estación de carga, convierta el fantasma de capa subcutánea con la ayuda de un molde Resultados representativos. Resultado de la línea de producción de impresión automatizada. Mediante la integración de los métodos de impresión 3D, el sistema podría crear un tumor como fantasma siguiendo los pasos del protocolo.

Tomar el modelo de piel multicapa simplificado es un ejemplo. La capa de epidermis, la capa de dermis y la capa de tejido subcutáneo con diferentes espesores y diferentes propiedades ópticas se fabrican mediante el método de recubrimiento de espín, el método de impresión de polijet y el método de impresión FDM. A través del modelo se verificó la posibilidad de combinar recubrimiento de espín, impresión de polijet e impresión FDM para producir fantasmas ópticos, se ha demostrado que el sistema tiene el potencial de producir tejido óptico fantasma con características de simulación óptica y características de simulación estructural.