Name: דיגום מהיר ועלות נמוכה של מכשירים רפואיים באמצעות 3D מודפס תבניות להזרקת נוזלים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 43 s
Description: למד שיטה ליצירת מכשירים רפואיים מגומי נוזלי באמצעות תבניות מודפסות בתלת מימד. טכניקה זו מאפשרת פיתוח מהיר וזול של אבות טיפוס במעבדות ובסביבות עם משאבים מוגבלים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים לסונגוון לים על תרומתם האינטלקטואלית לעיצוב מכשירים ותבניות, כמו גם לג'מבו ג'מבולינגאם ורבקה גרוסמן-קאהן על יצירת בדיקות סיליקון תוך-נרתיקיות באמצעות תהליך זה. עבודה זו נתמכת על ידי קרן ביל ומלינדה גייטס, קרן וודאפון אמריקה וה-FDA (2P50FD003793).

<ol><li>Painter, P. C., Coleman, M. M. Essentials of Polymer Science and Engineering. DEStech Publications. , Lancaster, PA. (2009).</li>
<li>Rosato, D. V., Rosato, M. G., Schott, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reaction+Injection+Molding%5BTitle%5D)+AND+%22Plastics+Technology+Handbook+-+Volume%22%5BJournal%5D)">Reaction Injection Molding.</a> Plastics Technology Handbook - Volume. 2, 103-139 (2010).</li>
<li>Cybulski, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCybulski%2C+E+%22Plastic+Conversion+Process%3A+A+Concise+and+Applied+Guide%22">Plastic Conversion Process: A Concise and Applied Guide</a>. , CRC Press: Boca. Raton, FL. (2009).</li>
<li>Ortiz, H. ernández, J,, Osswald, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+processing+of+silicone+rubber%3A+Liquid+versus+hard+silicone+rubbers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Modeling processing of silicone rubber: Liquid versus hard silicone rubbers.</a> Journal of Applied Polymer Science. 119, 10-1002 (2010).</li>
<li>Dym, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injection+Molds+and+Molding%3A+A+Practical+Manual%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Injection Molds and Molding: A Practical Manual.</a> , 395, New York, NY. (1987).</li>
<li>Mueller, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereolithography-based+prototyping%3A+case+histories+of+applications+in+product+development%5BTitle%5D)+AND+%22Northcon+95.+IEEE+Technical+Applications+Conference+and+Workshops+Northcon.+%2C+305%E2%80%93310%2C+doi%3A10.1109%2FNORTHC.1995.485087%22%5BJournal%5D)">Stereolithography-based prototyping: case histories of applications in product development.</a> Northcon 95. IEEE Technical Applications Conference and Workshops Northcon. , 305–310, doi:10.1109/NORTHC.1995.485087. , (1995).</li>
<li>Hilton, P. Rapid Tooling: Technologies and Industrial Applications., 288, Press: Boca. , Raton, Florida. (2000).</li>
<li>Ahn, S. -H., Montero, M., Odell, D., Roundy, S., Wright, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+material+properties+of+fused+deposition+modeling+ABS%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Prototyping+Journal%22%5BJournal%5D)">Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS.</a> Rapid Prototyping Journal. 8 (4), 248-257 (2002).</li>
<li>Cheah, C. M., Tan, L. H., Feng, C., Lee, C. W., Chua, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+investment+casting%3A+direct+and+indirect+approaches+via+fused+deposition+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Advanced+Manufacturing+Technology%22%5BJournal%5D)">Rapid investment casting: direct and indirect approaches via fused deposition modelling.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 23 (1-2), 1-2 (2004).</li>
<li>Harris, A., Wild, P., Stopak, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicone+Rubber+Substrata%3A+A+New+Wrinkle+in+the+Study+of+Cell+Locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Silicone Rubber Substrata: A New Wrinkle in the Study of Cell Locomotion.</a> Science. 208 (4440), (1980).</li>
<li>Moisan, M., Barbeau, J., Moreau, S., Pelletier, J., Tabrizian, M., Yahia, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+sterilization+using+gas+plasmas%3A+a+review+of+the+experiments+and+an+analysis+of+the+inactivation+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms.</a> International journal of pharmaceutics. (1-2), 226-221 (2001).</li>
<li>Etemadi, M., Chung, P., Heller, J., Liu, J., Rand, L., Roy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+BirthAlert+-+A+Clinical+Device+Intended+for+Early+Preterm+Birth+Detection%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Towards BirthAlert - A Clinical Device Intended for Early Preterm Birth Detection.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 10, (2013).</li>
<li>Etemadi, M., Chung, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+device+to+trend+impedance+and+fluorescence+of+the+cervix+for+preterm+birth+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc.+2013%2C+176%E2%80%939%2C+doi%3A10.1109%2FEMBC.2013.6609466%22%5BJournal%5D)">Novel device to trend impedance and fluorescence of the cervix for preterm birth detection.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2013, 176–9, doi:10.1109/EMBC.2013.6609466. , (2013).</li>
<li>Owen, S. R., Harper, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical%2C+microscopical+and+fire+retardant+studies+of+ABS+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Degradation+and+Stability%22%5BJournal%5D)">Mechanical, microscopical and fire retardant studies of ABS polymers.</a> Polymer Degradation and Stability. 64, 449-455 (1999).</li>
<li>Cassidy, P. E., Mores, M., Kerwick, D. J., Koeck, D. J., Verschoor, K. L., White, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Resistance+of+Geosynthetic+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Geotextiles+and+Geomembranes%22%5BJournal%5D)">Chemical Resistance of Geosynthetic Materials.</a> Geotextiles and Geomembranes. 11, 61-98 (1992).</li>
<li>Akay, M., Ozden, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+residual+stresses+on+the+mechanical+and+thermal+properties+of+injection+moulded+ABS+copolymer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">The influence of residual stresses on the mechanical and thermal properties of injection moulded ABS copolymer.</a> Journal of Materials Science. 30 (13), (1995).</li>
</ol>

אף אחד מהמחברים לי שום אינטרסים כלכליים מתחרים ביחס לעבודה המפורטים במאמר זה.

של כל הצעדים שתוארו, עיצוב עובש זהיר הוא הקריטי ביותר להצלחה. אדון העובש יש ליצור כגוף מוצק עם גיאומטריות חיצוניות שווים למכשיר הסופי. צריכה להיות מותאמות גיאומטריות אלה לדין וחשבון על כל הצטמקות חומר בשל אלסטומר נבחר כמו גם רזולוציית מדפסת 3D ואת עמידות. מיקום של קווי פרידת עובש ודרך חורים למוטות וברגים מושחל הם תלויים זה בזה. הוספת קווי פרידה מגדילה את מספר מעלות ליניארי והסיבוביים של חופש ההרכבה העובש. דרך חורים ומוטות וברגי הליכי לפעול להגבלה אותו דרגות חופש אלה. העובש חייב לה...

דפוס נוזלי להזרקה (LIM) (הידוע גם בהזרקת תגובה) משמש לעתים קרובות לייצור מכשירי אלסטומרי מאלסטומרים תרמופלסטיים, אבל עלויות גבוהות נוסע וציוד דורשות כמות גדולה של הון השקעה מעלה קדמי 1. יתר על כן, לים יכול להיות מאתגר מבחינה טכנית ויקר ליישום במקרים עם גיאומטריה ודרישות לovermolding מורכבות. כתוצאה מכך, זה בדרך כלל לא מעשי להשתמש LIM המסורתי בהיקפים נמוכים במיוחד או עם עיצובי מכשיר בשלב מוקדם, שלעתים קרובות כרוך בתיקונים חוזרים ונשנים. ההליך האופייני לחומרי אלסטומרי הזרקה כולל הזרקת מונומרים נוזל בלחצים סביב 150 psi לתוך תבנית באמצעות מכונות דפוס מיוחדות 2. טמפרטורות ולחצים נשלטים על מנת להבטיח זרימה למינרית ולמנוע אוויר שנלכד בתבנית 3. חומרי גלם הם בדרך כלל מערכות ריפוי בשני חלקים, כגון סיליקון תרופת פלטינה, tכובע נשמרים בתאים נפרדים ומבוקר טמפרטורה לפני הזריקה. שני המרכיבים של חומר הגלם נשאבים לתוך תא ערבוב בלחץ גבוה שמזין לאחר מכן לתוך חלל העובש. אשפרה מושגת על ידי נוכחות זרז כמו גם טמפרטורות סביב 150-200 מעלות צלזיוס 4. תבניות במכונה בדרך כלל מפלדה או אלומיניום לטולרנסים מדויקים ליצור חותם טוב סביב הפרידה קצות 3,5. לרוע המזל, תהליך זה הוא בדרך כלל מתאים יותר לעלויות ייצור בקנה מידה גדולות יותר ניתנו גבוה עובש נוסע, כמו גם את הדרישה למערכות הזרקה ובקרת משוב מיוחדות. דיגום מהיר של פוליאוריטן חלקים (PU), ניתן להשתמש stereolithography (SLA) ליצירת מאסטר עובש ולייצר 6,7 עובש גומי סיליקון. עם זאת, טכניקה זו אינה מתאימה לovermolding מכיוון שקשה להשיג יישור מדויק של רכיבי overmolded, כמו סיליקון הוא, על ידילתכנן, לא מבנה קשיח. יתר על כן, ייצור של מכשירים עם גיאומטריות מורכבות, כגון invaginations או קטעים מתוך חלולים, קשה או בלתי אפשרי. הדרישה לקווים מורכבים או מדויקים עובש פרידה ואלמנטים דקים נוקשה הן לעתים קרובות יותר מאשר לא, עולה בקנה אחד עם תהליך דפוס גומי הנוזלי. תהליכי ייצור אב הטיפוס בקנה המידה האמור או בשלב מאוחר הם לעתים קרובות מעשיים לפיתוח מכשור רפואי בשלב מוקדם, שבו כמה מכשירים צריכים להיות מיוצרים להוכחה של קונספט וכדאיות במחקרים בבני אדם, כפי שקורה לעתים קרובות במעבדה אקדמית והזנק סביבות חברה. העדר חלופות לעתים קרובות משמעות הדבר היא כי אפילו פיתוח בשלב מוקדם הייתי כרוך בעלויות גבוהות, הדורש מפתחי מכשיר רבים כדי להגביל את הפונקציונליות מכשיר או לשים פיתוח בהמתנה בזמן כספים נוספים גדלים. זה תורם להאטה דרמטית של תהליך הפיתוח שכן חלק גדול ממכשירים רפואיים מחדש<html> יישום מקהלה של תכונות מורכבות. קשה גם לממן את הפיתוח יקר של מכשירים כאלה מאז נתונים הוכחה של הקונספט הוא לעתים קרובות לא נקבעו עדיין. נתקלנו במחסום הזה בפרויקט האחרון במעבדה זו, שהיה כרוך בפיתוח של בדיקה intravaginal סיליקון עם חיישנים חשמליים ואופטיים overmolded שדרשו טיפ כמו כוס כדי להתאים גיאומטריות צוואר הרחם שצוינו. התהליך המתואר במאמר זה מתעד הניסיון שלנו לעקוף את מעגל הקסמים הזה ומהירות להגיע להוכחה של קונספט עבור מכשירים רפואיים לים. הטכניקה שמוצגת באיור 1 מפרקת את התהליך לים ל5 פעילויות עיקריות: (1) עובש עיצוב וייצור, (2) הרכבה עובש (3) ערבוב אלסטומר, (4) הזרקת אלסטומר, ו( 5) ריפוי &amp; demolding אלסטומר. &quot;Width =&quot; pg 600 &quot;/&gt; .. איור 1 פרוטוקול סקירה כללית סקירה כללית של הפרוטוקול, הכולל: (1 א) יצירת תבנית בעזרת כלי עיצוב בעזרת מחשב, (1b) 3D הדפסת חתיכות העובש, (2) הרכבת חתיכות העובש באמצעות מוטות וברגים הברגה, ( 3) ערבוב אלסטומר הנוזלי וטוען אותו במזרק, (4) הזרקת אלסטומר הנוזלי לתוך התבנית באמצעות ייבוש שונה, (5 א) ריפוי אלסטומר בתנור בטמפרטורה מבוקרת, ו( 5 ב) demolding מכשיר אלסטומר נרפא מ חתיכות העובש. עיצוב עובש כולל פיתוח של אב עובש בתכנון בעזרת מחשב (CAD) תוכנה, חיסור של המאסטר העובש מבלוק והגדרה מוצק של קווי פרידת עובש. חתיכות עובש שנוצרו ולאחר מכן התאספו באמצעות ברגים, מוטות, ואגוזים עם רכיבי overmolded ממוקמים בחלל העובש. mixin אלסטומרg כולל שילוב החלקים A ו-B של חומר וdegassing גלם כדי להסיר חללי חלל פוטנציאליים בחומר. בשלב הבא, הזרקת אלסטומר כרוך מילוי לחץ מונע מחלל העובש, ואחרי ריפוי אלסטומר בתנור בטמפרטורה מבוקרת על מנת להבטיח crosslinking הכימי של שרשרות הפולימר. פירוק תהליך ההזרקה לשלבים הבאים מאפשר לנו לוותר על ציוד לים מסורתי לטובת חלופות בעלות נמוכות. לדוגמא, במקום עיבוד תבנית מתכת או ליהוק עובש גומי סיליקון ממורה עובש, התבניות שנוצרו מהפרוטוקול המתואר בכתב היד הזה נוצרו מאקריל ניטריל אקרילוניטריל (ABS) פלסטיק באמצעות מודלים התמזגו בתצהיר (FDM) 3D 8,9 מדפסת. בהשוואה לבניית תבניות מתכת או תבניות צד&quot;ל, FDM הוא בדרך כלל תהליך זול יותר ומהיר יותר. ניתן להדפיס תבניות מורכבות למדי במהירות על מדפסת 3D בבית, או במחיר זול המיוצרת על ידי אחד מprintin 3D חוזה הרביםשירותי g זמינים. לדוגמא, עובש 3D מודפס שמונה חלקים מורכבים היה בשימוש כדי להטיל את חללית intravaginal הפגינה בסעיף תוצאות הנציג ומוצג איורים 14 ו15. כל החלקים לתבנית זו ניתן להדפיס בכ 1.5 ימים במדפסת 3D בבית. זמני אספקה ​​לתבניות פשוטות יותר יכולים להיות כמה שעות. אורכו הכולל של הזמן דרוש לאב טיפוס מכשיר באמצעות מדפסות 3D FDM ליצור תבניות דומה לזמן הנדרש כדי להטיל עובש מגומי סיליקון וליצור אב טיפוס פוליאוריטן. עם זאת, באמצעות מדפסות FDM 3D כדי ליצור תבניות מאפשר לכמה דברים שלא יכול בקלות להתבצע באמצעות תבנית הסיליקון: (1) אלסטומרים תרמופלסטיים רבים ניתן להשתמש בם סיפקו את התבנית מודפס 3D יכולה לסבול טמפרטורות ריפוי הנדרשות, (2) בגיאומטריות מורכבות ניתן ליצור עם השימוש בחלקים רבים ושונים עובש וקווי פרדה, ו( 3) שימוש בחלקי תבנית נוקשה מאפשר מדויק וreproduciיישור ble של רכיבי overmolded בתוך חלל העובש. במקום להשתמש במכונה מסורתית לים, המשלבת ערבוב, הזרקה, וריפוי, ניתן להשתמש במיקסר מעבדה כדי להבטיח ערבוב אחיד, ייבוש הותאם להזרקה, ותנור בטמפרטורה מבוקרת סטנדרטי לריפוי. מערכת ההזרקה נוצרה תוך שימוש ברכיבי ה-off-המדף וכרוך בתוספת של קו אספקת לחץ חיובי לתוך תא ייבוש המתחבר למזרק מלא מעורב אלסטומר. שמירת הלחץ קאמרי בייבוש ספסל עליון נשלטת בדרך כלל על ידי שסתום משולש בין התאים, קו אספקת ואקום, ואת האווירה. ייבוש שונה מוסיף קו אספקת לחץ חיובי האכלה לחלק האחורי של בוכנת מזרק. זה מאפשר יצירה של ההפרש בלחץ 40-50 PSI זה מספיק להזרקת חומר נוזלית לתוך חלל העובש. טכניקה זו אפשרה לנו produבדיקות intravaginal סיליקון ce עם חיישנים חשמליים ואופטיים overmolded לאסוף הוכחה של קונספט נתונים עבור שלב I בניסוי קליני. סיליקון נבחר בשל הצורך אדיש ביולוגית, כמו גם את היכולת לעקר עם מגוון רחב של שיטות 10,11. יתר על כן, המכשיר הנדרש גיאומטריה כמו כוס מורכבת ובלתי שגרתית בקצה של החללית שבו חיישנים הממוקמים להתממשק עם צוואר הרחם. ללא השימוש בטכניקה המתוארת, זה היה תהליך הרבה יותר יקר וארוך כדי לייצר התקנים אלה. הסתגלות זו של תהליך LIM מפחיתה את דרישות עלות וציוד בהשוואה לתהליך LIM המסורתי, מה שהופך אותו מעשי לאמץ גישה מהירה ואיטרטיבי לעיצוב מכשירי אלסטומרי.

<table><tbody><tr><td>חומר דגם ABS</td><td>Stratasys</td><td>P430</td><td>חומר דגם עבור uPrint Plus SE (שלב: עיצוב עובש & ייצור)</td></tr> <tr><td>חומר תמיכה מסיס</td><td>Stratasys</td><td>SR-30</td><td>חומר תמיכה עבור uPrint Plus SE (שלב: עיצוב עובש & ייצור)</td></tr> <tr><td>איטום סיליקון תת מימי, צינור 2.8 אונקיות, שקוף</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>7327A21</td><td>סיליקון RTV לאיטום פערים בקווי פרידה של עובש (שלב: הרכבת תבנית)</td></tr> <tr><td>צינורות, 1/8 אינץ' ID, 1/4 אינץ' OD, 1/16 אינץ' עובי דופן, Tygon PVC עמיד במיוחד בפני כימיקלים, Clear</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5046K11</td><td>טפסים מתאם רץ/אשוח בין עובש למזרק עם אלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr><tr><td>צימוד, מתאם, ישר, סיבוב מהיר זכר (נעילת לואר) X 1/8 אינץ' דוקרני צינור, ניילון</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K123</td><td>חבר רץ/אשוח בין עובש למזרק עם אלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מתאם, יציב, סיבוב מהיר נקבה (נעילת לואר) X 1/8 אינץ' דוקרני צינור, ניילון</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K213</td><td>חבר רץ/אשוח בין עובש למזרק עם אלסטומר (שלב: כובע ערבוב אלסטומר</td></tr><tr><td>), סיבוב מהיר נקבה (מנעול לואר), ניילון</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K315</td><td>מכסה למניעת דליפת סיליקון מהתבנית לאחר ההזרקה (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>גומי סיליקון נוזלי (LSR) 30 - 10: 1,</td><td>תאגיד סיליקון מיושם</td> בדרגת שתל <td>PN40029</td><td>החלף באלסטומר לבחירתך. זה זה המשמש לבדיקה התוך-נרתיקית (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מזרקים (BD), 1 מ"ל קצה החלקה, נקי לא סטרילי, בתפזורת</td><td>מזרקי Cole-Parmer</td><td>WU-07945-00</td><td>להעברת חומר אלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מזרקים (BD), 1 מ"ל קצה החלקה, נקי לא סטרילי, בתפזורת</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-07945-04</td><td>מזרקים להעברת חומר אלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr><tr><td>מזרק, 20 מ"ל, קדח פתוח, בוכנה טבעת מוצקה ואחיזה</td> מזרקי <td>Qosina Corporation</td><td>C1200</td><td>להעברת חומר אלסטומר.&nbsp; קדח פתוח משמש לאלסטומרים צמיגים מאוד. (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr><tr><td>מחט (BD), ניקוי לא סטרילי עם מגנים, 18 גרם x 1.5 אינץ' Lg., נירוסטה, BD בתפזורת</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-07945-76</td><td>משמש להסרת עמוד אוויר בין בוכנת המזרק לאלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>כוסות פלסטיק, 12 אונקיות, Clear</td><td>Safeway</td><td>N/A</td><td>משמש לערבוב סיליקון במיקסר THINKY (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>שקית פוליאתילן, פתוחה, שטוחה, רוחב 5 אינץ' x 6 אינץ' גובה, 2 מיל תודה.</td><td>חברת אספקת מקמאסטר-קאר</td><td>1928T68</td><td>משמש לערבוב סיליקון במיקסר THINKY (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>גומיה, ללא לטקס, כתום, גודל 64, 3-1/2 אינץ' L x 1/4 אינץ' W</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>12205T96</td><td>משמש לערבוב סיליקון במיקסר THINKY (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>עטיפת פרפילם, 4 אינץ' W</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-06720-40</td><td>משמש לערבוב סיליקון במיקסר THINKY (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>חביות מזרק עם פקקים, מנעול לואר, מופעל באוויר, &nbsp; 50 מ"ל</td><td>פתרונות EWD</td><td>JEN-JG50A-15</td><td>ניתן להשתמש במזרקים קטנים יותר אם נדרש פחות אלסטומר, אך ודא שהוא תואם למתאם מזרק המופעל באוויר בתא ההזרקה (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>סרט איטום, חוט צינור, 50 'Lg x 1/4 אינץ' W, 0.0028 אינץ' THK, 0.5 G/CC משקל סגולי</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4591K11</td><td>סרט טפלון לאטמים אטומים לאוויר סביב חוטים (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>להבי אזמל, חד פעמיים, מס' 22</td><td>VWR</td><td>21909-646</td><td>משמש לחיתוך צינורות ופירוק (שלב: ריפוי & Demolding)</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>VWR</td><td>21903-005</td><td>&nbsp;( שלב: ריפוי & Demolding)</td></tr><tr><td>2-פרופנול, J. T. Baker</td><td>VWR</td><td>JT9334-3</td><td>&nbsp;( שלב: ריפוי & Demolding)</td></tr> <tr><td>uPrint Plus SE מדפסת תלת מימד</td><td>Stratasys</td><td>uPrint Plus SE</td><td>ניתן להשתמש במדפסות תלת מימד אחרות (שלב: עיצוב עובש & </td></tr><tr><td>ייצור) בורג, כובע, ראש משושה, &nbsp; 1/4 "-28", 2-1/2 "Lg, 18-8 נירוסטה</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>92198A115</td><td>ברגים המשמשים עם אגוזים לדחיסת עובש (שלב: הרכבת תבנית)</td></tr> <tr><td>אגוז, משושה, 1/4 "-28, 7/16" Wd, גובה 7/32 אינץ', 18-8 נירוסטה&nbsp;</td><td>חברת אספקת מקמאסטר-קאר</td><td>91845A105</td><td>ברגים המשמשים עם אגוזים לדחיסת עובש (שלב: מכלול תבנית)</td></tr> <tr><td>חתיך, הברגה מלאה, 1/4 אינץ'-28, 1 אינץ' Lg, 18-8 נירוסטה&nbsp;</td><td>חברת אספקת מקמאסטר-קאר</td><td>95412A567</td><td>ניתן לחתוך מוטות הברגה לאורך הרצוי ומשמשים עם אגוזים לדחיסת עובש (שלב: הרכבת תבנית)</td></tr> <tr><td>מערבל צנטריפוגלי פלנטרי</td><td>THINKY USA Inc.</td>מערבלים <td>ARE-310</td><td>מומלצים בחום לערבוב עדין ולהפחתת זמן הסרת הגז, אך ערבוב ידני הוא בסדר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr><tr><td>משקל מעבדה</td><td>מטלר-טולדו אינטרנשיונל בע"מ.</td><td>EL602</td><td>&nbsp;( שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מיכל ואקום ייבוש, לשימוש חוזר, &nbsp; 10-3/4 אינץ' OD</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>2204K7</td><td>מייבש זה משמש להסרת האלסטומר (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מתאם מיקסר לכוס מודפס בתלת מימד מותאם אישית</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>מעוצב ב-Solidworks CAD ומודפס בתלת מימד (שלב: ערבוב אלסטומר)</td></tr><tr><td>צינורות, משעמם חלק, 1/4 אינץ' ID, 1/2 אינץ' OD, עובי דופן 1/8 אינץ', PVC טיגון טוהר גבוה, Clear</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5624K51</td><td>צינורות מחוץ למייבש (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צינורות, משעמם חלק, 3/8 אינץ' ID, 5/8 אינץ' OD, עובי דופן 1/8 אינץ', PVC טיגון טוהר גבוה,</td> צינורות <td>Clear McMaster-Carr Supply Company</td><td>5624K52</td><td>להתאמה לאספקת אוויר/ואקום (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מפחית, ישר, דוקרני ואקום 3/8 אינץ' מזהה צינור X דוקרני ואקום 1/4 אינץ' מזהה צינור, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K188</td><td>התאם צינורות מחוץ לייבוש לצינורות המובילים לאספקת אוויר/ואקום (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מהדק, צינור & צינור, כונן תולעת, עבור צינור OD בגודל 7/32 אינץ' עד 5/8 אינץ', 5/16 אינץ' Wd., 316 SS</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5011T141</td><td>משמש על צינורות ליצירת אטימה אטומה לאוויר/ואקום בצמתים (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מהדק, צינור, כונן תולעת רצועה חלקה, עבור צינור OD בגודל 1/2 אינץ' עד 3/4 אינץ', 3/8 אינץ' Wd., 304 SS</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5574K13</td><td>משמש על צינורות ליצירת אטימה אטומה לאוויר/ואקום בצמתים (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, טי, דוקרני ואקום 1/4 אינץ' מזהה צינור, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K138</td><td>צומת טי בין ואקום, שסתום T תלת כיווני על מייבש ושסתום L תלת כיווני (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, טי, 1/4 NPT נקבה X נקבה X זכר, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>50785K222</td><td>צומת טי בין מד לחץ, תא ושסתום L תלת כיווני (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr><tr><td>שסתום, כדור, ישר, ידית T, 1/4 NPT נקבה X זכר, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4082T42</td><td>שסתום L תלת כיווני (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מתאם, ישר, דוקרני ואקום 1/4 אינץ' צינור זיהוי x 1/4 NPT זכר, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K132</td><td>מתאם לשלושה כיווני L-שסתום לצינורות (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מסור, חור, בימטאלי. 1-3/8 אינץ' OD, 1-1/2 אינץ' עומק חיתוך</td><td>חברת אספקת מקמאסטר-קאר</td><td>4066A25</td><td>משמשת לחיתוך חורים בחומר ייבוש לאביזרי קיר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>סוכה, מסור 9/16 אינץ' עד 1-3/16 אינץ', 1/4 אינץ' Hex</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4066A76</td><td>משמש לחיתוך חורים בחומר ייבוש לאביזרי קיר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מתאם סוכת מסורי חורים בקוטר 1-1/4 אינץ' עד 6 אינץ'</td><td>חברת אספקת מקמאסטר-קאר</td><td>4066A77</td><td>משמש לחיתוך חורים במייבש עבור אביזרי קיר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, ישר, דרך הקיר, 1/2 NPT נקבה, חברת אספקת פוליפרופילן</td><td>מקמאסטר-קאר</td><td>36895K141</td><td>אביזרי קיר המובילים למדי לחץ/ואקום (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מתאם, ישר, מפחית, &nbsp; תותב, משושה, 1/2 NPT זכר X 1/4 NPT נקבה, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4429K422</td><td>הקטנת קוטר הצינור בתוך המייבש כדי להסתגל למערכת מזרקים המופעלת באוויר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מתאם, ישר, הפחתה, תותב, משושה, 1/4 NPT זכר X 1/8 NPT נקבה, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4757T91</td><td>הקטנת קוטר הצינור בתוך המייבש כדי להסתגל למערכת מזרקים המופעלת באוויר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>צימוד, מתאם, ישר, דוקרני ואקום 1/4 אינץ' צינור זיהוי x 1/8 NPT נקבה, פליז</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K124</td><td>הקטנת קוטר הצינור בתוך המייבש כדי להתאים למערכת מזרקים המופעלת באוויר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מתאמי מזרק, מופעל באוויר, 30/50 מ"ל</td><td>פתרונות EWD</td><td>JEN-JG30A-X6</td><td>מתאם מזרק המופעל באוויר בחלק הפנימי של ה-Desiccator; חייב להיות תואם למזרקים המשמשים להחזקת אלסטומר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מד, ואקום בקנה מידה כפול, חוגה 2-1/2 אינץ', 1/4 זכר NPT, מחבר תחתון, 30 אינץ' Hg-0, מארז פלדה</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4002K11</td><td>מד ואקום (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr> <tr><td>מד, ואקום ותרכובת בקנה מידה כפול, חוגה 3-1/2 אינץ', 1/4 NPT זכר, גב מרכזי, 30 אינץ' Hg-0, 100 PSI, מארז פלדה</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4004K616</td><td>מד לחץ המוביל למערכת מזרקים המופעלת באוויר (שלב: הזרקת אלסטומר)</td></tr><tr><td>תנור, ואקום, איזוטמפ, חסכוני&nbsp;</td>ניתן להשתמש <td>בתנור</td> סטנדרטי ללא ואקום Fisher <td>Scientific 280A</td><td>(שלב: ריפוי & Demolding)</td></tr><tr><td>Solidworks CAD</td><td>Dassault Syst&egrave; </td><td>מנוי מחקר mes Solidworks</td><td>ניתן להשתמש בתוכנות CAD אחרות עבור מאסטר תבניות ועיצוב תבניות (שלב: עיצוב תבניות & הפקה)</td></tr></tbody></table>

דיגום מהיר ועלות נמוכה של מכשירים רפואיים באמצעות 3d מודפס תבניות להזרקת נוזלים

Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

אלסטומרים אינרטי מבחינה ביולוגית כגון סיליקון הם חומרים נוחים לייצור מכשיר רפואי, אך יוצרים וריפוי אלסטומרים אלה באמצעות תהליכי הזרקת נוזל מסורתיים יכולים להיות תהליך יקר בשל עלויות נוסע וציוד. כתוצאה מכך, זה כבר לא מעשי לשימוש בהזרקה נוזל בעלות נמוכה, יישומי אב טיפוס ודגמים באופן מסורתי. אנחנו פיתחתי שיטה לייצור מהיר ועלות נמוכה של מכשירי הזרקת אלסטומר נוזל יצוקים אשר מנצל מדפסות 3D דוגמנות בתצהיר התמזגו לעיצוב עובש וייבוש שונה כמערכת הזרקה. עלויות נמוכה וזמן אספקה ​​מהיר בטכניקה זו להוריד את הסף לעיצוב איטרטיבי וprototyping מכשירי אלסטומר מורכבים. יתר על כן, מודלים CAD פותחו בתהליך זה יכול להיות מאוחר יותר מותאם לעיצוב נוסע עובש מתכת, מה שמאפשר מעבר קל לתהליך הזרקה מסורתי. יש לנו בשימוש בטכניקה זו כדי לייצר intravagבדיקות inal מעורבת גיאומטריות מורכבות, כמו גם overmolding על חלקי מתכת, תוך שימוש בכלים זמינים בדרך כלל במעבדת מחקר אקדמית. עם זאת, טכניקה זו ניתן להתאים בקלות כדי ליצור התקני הזרקת נוזל שעוצבו עבור יישומים רבים אחרים.

העובש ובדיקת intravaginal בדמויות 14 ו15 מדגים תוצאות נציגו של הנוהל שהוצג במאמר זה. <img alt="איור 14" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig14highres.jpg" width="500" /> 14 עובש איור. התאסף מלא. מלא התאסף עובש למכשיר הבדיקה intravaginal. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="always" style=";tex...

אנחנו פיתחתי שיטה בעלות נמוכה ודיגום מהיר של מכשירי הזרקת גומי אלסטומר נוזל יצוקים באמצעות מדפסות 3D הדוגמנות בתצהיר התמזגו לעיצוב עובש וייבוש שונה כמערכת הזרקת נוזל.

דיגום מהיר ועלות נמוכה של מכשירים רפואיים באמצעות 3D מודפס תבניות להזרקת נוזלים

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא ליצור התקן אלאסטומר נוזלי בעל גיאומטריה מותאמת אישית באמצעות חלקי תבנית שהודפסו בתלת-ממד. דבר זה מושג תחילה על ידי תכנון גיאומטרית התבנית הרצויה בתוכנת CAD והדפסת חלקי התבנית בתלת-ממד. השלב השני הוא הרכבת חלקי התבנית לתבנית מלאה, ולאחר מכן הכנה והזרקה של אלאסטומר נוזלי אל תוך חלל התבנית.השלב הסופי הוא הקשחה של האלאסטומר הנוזלי והוצאת המכשיר שהתקבל מהתבנית. בסופו של דבר, טכניקה זו מאפשרת יצירה מהירה של מכשירים רפואיים בקנה מידה קטן ובעלות נמוכה בסביבה עם משאבים מוגבלים, דבר שבאופן טיפוסי היה אפשרי רק בתעשייה או במסגרת ייצור רחבה יותר. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני הזרקת אלסטומרים נוזלית מסורתית הוא שהיא מאפשרת יצירת מכשירים מאלאסטומר בסביבה אקדמית או בסביבה עם משאבים מוגבלים.ניתן להשתמש בטכניקה זו ליצירת אבות-טיפוס של מכשירים רפואיים לשימוש במחקרים קליניים להערכת ההיתכנות של טכנולוגיות רפואיות חדשות. היכולת לתקף במהירות מכשירים רפואיים חדשים בעלות נמוכה ובמחזור איטרציות מהיר מפחיתה באופן משמעותי את החסמים בפני פיתוח מכשירים והוכחת היתכנות. השיטה שבה אנו משתמשים באופן ספציפי היא השבתת חיישנים חשמליים ואופטיים בתוך מכשיר גשש תו-נרתיקי המיועד לסריקת רקמת צוואר הרחם אצל בני אדם.בדרך כלל, אנשים שאינם רגילים לטכניקה זו עשויים להתקשות בתחילה בשל מגבלות התכנון הכרוכות בשימוש בחומרים המודפסים בתלת-ממד ובחלקי תבנית מרובים ליצירת התבנית. אנו מקווים שההדגמה של טכניקה זו תסייע בהנחיית ניסיונות עתידיים לתכנון תבנית וביצוע השלבים הדרושים להפקת כל התקן אלסטומרי רצוי. השלב הראשון הוא שימוש בתוכנה לתכנון בעזרת מחשב (CAD) כדי לתכנן דגם מאסטר לתבנית בקנה מידה מדויק.כאן ב-SolidWorks מוצגת תבנית המאסטר של הגשש התו-וגינלי. יש לה מבנה דמוי כוס בקצה אחד וידית, וקובץ CAD נפרד. בצעו בליצול (Extrude) של מלבן למנסרה מלבנית, שתהיה גדולה מספיק כדי להקיף את תבנית המאסטר.ייבא את קובץ המאסטר של התבנית אל הקובץ עם המנסרה המלבנית. יישר את המאסטר של התבנית כך שיהיה ממורכז ומוכלה לחלוטין בתוך המנסרה. שלב את הקבצים והשתמש בפעולת חיסור כדי ליצור את חלל התבנית.בשלב הבא, הגדירו את חלקי התבנית כדי ליצור קו הפרדה בילטרלי. התחילו במבט מישורי ימני. הגדירו שרטוט דו-ממדי מלבני הנמתח מבסיס המבנה דמוי הכוס ועד לחלקו העליון של ידית הגשש.בצעו חיתוכים בכיווני X החיובי והשלילי. פעולה זו תניב חלקי תבנית סימטריים דו-צדדיים ליצירת קו הפרדה רדיאלי. התחילו בתצוגה המישורית הימנית.השתמשו בסקיצה דו-ממדית כדי ליצור קו הפרדה סימטרי רדיאלית הכולל את ציר Y ועובר דרך אזורים פנימיים של גיאומטריה דמוית כוס. השתמשו בחיתוך סיבובי (revolved cut) על הסקיצה כדי לבודד חלק תבנית סימטרי רדיאלית שיחזיק את התבנית יחד. הגדירו חורי מעבר על ידי הגדרת סקיצה דו-ממדית מעגלית עם גודל חור סובב סטנדרטי התואם למוט או לבורג שבהם תשתמשו.לאחר מכן, החיל את תכונת הניסור המגולה (extruded cut) על הסקיצה. חורי מעבר אנכיים ואופקיים נוצרים כדי להגביל באופן מלא את חלקי התבנית. לאחר הגדרת כל קווי ההפרדה בחורי המעבר, בצע את אותו הליך כדי להגדיר נקודת כניסה לשער של האלסטומר A לכיוון תחתית חלל התבנית.בנוסף, שלבו פתחי ניקוז כדי ששאריות של האלסטומר יזרמו החוצה מהתבנית. בידלו כל חלק מהתבנית על ידי השבתה (suppressing) או ביטול השבתה של מאפיינים. כעת שמרו כל חלק של התבנית כקובץ התואם למדפסת התלת-ממד שבה תשתמשו.בסיום, טען את הקבצים למדפסת התלת-ממדית והמתן לסיום ההדפסה, שארכה עבור תבנית זו והגדרה זו היא כיום אחד. לאחר סיום ההדפסה וניקוי החלקים, השלב הבא הוא ההרכבה. חבר את חלקי התבנית יחד עם כל הרכיבים שיוטמ hayas-בתוך היציקה.הרכיבים המעומסים בתבנית (overmolded) הם צינורות נירוסטה ואלקטרוניקה. עבור תבנית זו, מקמו מוטות הברגה בחלק מחורי המעבר וקבעו אותם במקומם באמצעות שני אומים לחוצים בקצה אחד, כדי לספק פיגום בעת הוספת חלק; הקפידו תמיד ליישר את חורי המעבר. עם השלמת התבנית, מקמו את שאר הברגים והמוטות וסגרו את כל קצות המוטים באמצעות אומים.בשלב הבא, הכינו את התשתית ליצירת תעלה בפתח התבנית. השתמשו במתאם Luer Lock זכר עם קוץ. הכניסו אותו לפתח חלל התבנית.וודאו שהחיבור הדוק. השגו כ-ארבעה אינצ'ים של צינורית סיליקון עם מתאמים מסוג barb ל-female lure lock. חברו את הצינורית לכל קצה, חברו אותה למתאם ולפתח הכניסה של תא היציקה.לאחר השלמת שלב זה, יש להכין את תא ההזרקה. המשיכו לערבוב האלאסטומר. לאחר הכנת תא ההזרקה, השתמשו בנפח התבנית כדי לקבוע את הכמויות הדרושות של רכיבי האלאסטומר, חלק A וחלק B. לאחר מכן, הכינו כוס פלסטיק חד-פעמית, שקית פלסטיק ומספר גומיות.הניחו כלי פלסטיק על מאזניים דיגיטליים ואפסו אותם. מזגו את הכמויות הנדרשות של חלק A וחלק B אל הכלי. בשלב זה ניתן להוסיף גם תרכיזי צבע (master batches).אטמו את פתח הכוס על ידי מתיחת שקית פלסטיק מעליה. אבטחו את השקית באמצעות שלושה עד ארבעה גומיות. לאחר מכן, הכניסו את הכוס למערבל צנטריפוגלי למשך שתי דקות כדי להבטיח ערבוב הומוגני, ודקה עד שתי דקות נוספות בהגדרת DGAs.במקביל, כדי להכין את מזרק הזרקת האלסטומר, התחילו עם מזרק בנפח 50 מיליליטר עם חיבור male lure lock. השתמשו במכסה female lure lock כדי לאטום את התחתית. לאחר מכן, אבטחו את האטום בעזרת para film וגומייה אחת.הוציאו את האלסטומר והעבירו אותו מהכוס פלסטיק למזרק של 50 milliliter. לפני הוספת הבוכנה, מקמו מחט של מזרק כדי לסייע במניעת כליאת אוויר במזרק. מקמו את המחט כשהצד החד פונה כלפי מטה לאורך דופן המזרק, ללא מגע עם האלסטומר.לאחר מכן, הכניסו את בוכנת המזרק אל תוך המזרק עד שלא תהיה עמודת אוויר גלויה בין הבוכנה לאלסטומר. השלב הבא הוא הזרקת האלסטומר אל תוך התבנית. הסירו את המכסה הנקבי מהמזרק המכיל את האלסטומר המוכן, וחברו את קצה המזרק עם ה-lure lock הזכרי החשוף למתאם הנקבי המוביל לשער של התבנית המורכבת.ההרכבה מוכנה כעת עבור תא ההזרקה. חברו את מתאם המזרק המופעל על ידי אוויר של תא ההזרקה לחלק האחורי של המזרק, כך שהתבנית והמזרק יתמקמו במיקומיהם המתאימים. כסו את תא ההזרקה וודאו שנוצר אטום לאוויר.זהו הייצוג הסכמטי של המערכת. לאחר כיסוי תא ההזרקה, השלב הבא הוא לבודד את התא ולוודא שמקור הוואקום מחובר ברציפות לתא ולבוכנה של המזרק. לאחר מכן, יש ליצור ואקום באיטיות עד להגעה לערך של בערך 14.5- PSI.שמרו על לחץ זה והפסיקו את הרציפות בין מקור הוואקום לבין בוכנת המזרק, תוך써 יצירת חיבור עם אספקת האוויר החיובית. הגבירו בהדרגה את הלחץ החיובי מאספקת האוויר עד להשגת לפחות 25 עד 35 PSI. המתינו מספר שניות עד שבוכנת המזרק תגיע לתחתית המזרק, לפני שתחזירו את המערכת ללחץ אטמוספרי.עם השגת התבנית, נתק את הפיתולים משער התבנית. הנח מכסה female lure lock על המתאם הזכרי כדי למנוע את זרימת האלסטומר. להשארָה.הנח את התבנית בתנור בבקרת טמפרטורה. המכשיר בסרטון זה עובר עיקור בטמפרטורה של 70 °C למשך חמש שעות. בתום זמן העיקור, הוצא את התבנית מהתנור והשאר את המכשיר להתקרר לטמפרטורת החדר.לאחר מכן, הוצא את המכשיר מהתבנית. ייצור מכשיר זה ברמה רפואית ארך כיומיים, כולל הדפסת חלקי התבנית. מבט אל תוך האזור דמוי הכוס חושף שש אלקטרודות ואת קצה התושבת עבור גשש סיב אופטי.כל המאפיינים המעובדים בכיסוי פלסטיק (overmolded), הכוללים את פתח הכניסה עבור הפרוב הסיב אופטי וכבל USB עבור האלקטרודות, נמצאים בחלק האחורי. באמצעות טכניקה זו, ייצרנו למעלה מ-40 מכשירים מסוג פרוב תו-נרתיקי לצורך איסוף נתונים. במחקר קליני, מכשיר ספציפי זה אפשר לנו לחקור את השימוש בפלואורסצנציה ובעכבה (impedance) של צוואר הרחם לצורך ניטור היריון.עבור סימני לידה מוקדמת, חשוב לזכור לתכנן את התבנית בקפידה, לבחור קווי הפרדה וחורי מעבר מתאימים. התבנית המורכבת במלואה מוגבלת הן באופן ליניארי והן באופן סיבובי, תוך שהיא מאפשרת הסרה קלה של ההתקן לאחר שהתקשח לחלוטין. ברגע שהשיטה נלמדה, ביצועה עשוי לארוך מספר שעות או יום אחד, בהתאם לגאומטריה הספציפית או למורכבות של ההתקן האלסטומרי הרצוי.הראינו כי זוהי שיטה מעשית לפיתוח אבות-טיפוס של מכשירים רפואיים טיפוליים ואבחנתיים, אך ניתן להחיל את הפרוצדורה גם על פיתוח מכשירים אלסטומריים ועל יישומים רבים אחרים.

rapid-low-cost-prototyping-medical-devices-using-3d-printed-molds-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

Bioprinter שימש ליצירה הידרוג דוגמת המבוסס על תבנית עולה. עובש poloxamer היה backfilled עם הידרוג'ל שני ולאחר מכן eluted, ומשאיר חללים שהיו מלאים בידרוג'ל שלישי. שיטה זו משתמשת elution המהיר וטוב של printability poloxamer לייצר ארכיטקטורות מורכבות מbiopolymers.

הדפסת תבניות היפוך Thermoresponsive ליצירת בדוגמת הידרוג דו רכיבים-תרבות תאי 3D

במאמר זה אנו מתארים טכניקות שונות עבור פלטפורמות אב טיפוס מהירות מיקרופלואידיות. הטכניקות המוצעות מבוססות על אפוקסי אולטרה סגול (UV) וריפוי טמפרטורה, צינורות מבוססי פולידימתילסילוקסן (PDMS), הדבקת חוטים וסרטי דבק אנזוטרופיים. הליכי ההרכבה המוצגים פותחו הן עבור מכשירים לשימוש חד פעמי והן עבור מערכות מיקרופלואידיות לשימוש חוזר.

שיטות אריזה של אב-טיפוס מיקרו-נוזלי בתפוקה גבוהה מהירה ובעלות נמוכה

פרוטוקול זה מתאר פלטפורמה בדיית רקמות עצמית שהורכב טבעות בגדלים משתנים באמצעות תבנית מותאמת אישית פלסטיק מודפס 3D. PDMS התשלילים נרפאים ב כייר מודפס 3D; אז agarose הוא ליהק את התשלילים PDMS נרפא. התאים הם נזרע לתוך בארות agarose וכתוצאה מכך היכן הם מצטברים לטבעות רקמות.

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

במסמך זה אנו מציגים שיטה מהירה, נתיישב ועלות נמוכה בדיית בתבניות polydimethylsiloxane מותאם אישית יכול לשמש לייצור המבוסס על הידרוג רקמות מהונדסים עם לסימולציה. בנוסף, אנו מתארים תוצאות הערכות מכני, היסטולוגית שנערכו על רקמות הלב מהונדסים המיוצר בעזרת טכניקה זו.

מותאם אישית מהונדסים תרביות רקמה בתבניות של מאסטרים נחרטו לייזר

פרוטוקול עבור בדיית הזרקה מוסיף על גאומטריה מורכבת עם תכונות מיקרו על משטחים העסקת כתוסף בייצור (AM) מוצג.

עמודי רשת אבזור רך בתהליך הזרקה של רכיב 3D עם מיקרו

כאן אנו מציגים פרוטוקול לבנות משאבת מזרק לחץ מבוקר כדי לשמש microfluidic יישומים. זו משאבת מזרק עשוי גוף מתוצרת additively, בחומרה הניתנת לרכישה, אלקטרוניקה פתוח. מערכת המתקבלת היא בעלות נמוכה, פשוט לבנות, ומספק זרימת נוזל מוסדרים היטב כדי לאפשר מחקר microfluidic מהירה.

תלת מימדי הדפסה של חומרים תרמופלסטיים כדי ליצור אוטומטית משאבות מזרק עם בקרת משוב עבור יישומים Microfluidic

מטרת העבודה היא לעצב ולבנות מדפסת תלת מימדית מבוססת-מאגר, העשויה מרכיבים בעלי מקור פתוח ובעלות נמוכה עבור יישומים בתעשיות הדפוס הביו-רפואית והמזון.

עיצוב של מקור פתוח, ביודיו בעלות נמוכה ומזון נמס ההבלטה מדפסת תלת-ממד

פרויקט זה מאפשר למעבדות קטנות לפתח פלטפורמה קלה לשימוש לייצור מכשירים מיקרופלואידיים מדויקים מרובי שכבות. הפלטפורמה מורכבת מתאם יישור מסכת מיקרוסקופ מודפס תלת מימדי באמצעותו הושגו התקנים מיקרופלואידיים רב שכבתיים עם שגיאות יישור של &lt;10 מיקרומטר.

תכנון ופיתוח מתאם יישור מסיכת מיקרוסקופ תלת מימדי לייצור התקנים מיקרופלואידיים רב שכבתיים

אנו מדגימים את השימוש בדבקים אירוסול בדוגמת לבנות מכשירים microfluidic נייר 3D. שיטה זו של טפסי בקשה דבקים אג"ח חצי קבוע בין שכבות, מה שמאפשר מכשירים לשימוש חד-פעמיים להיות הלא הרסנית מפורק לאחר שימוש כדי להקל מבני nonplanar מורכבים מתקפל.

באמצעות דפוסים דבקים כדי לבנות התקני 3D נייר Microfluidic

מתוארת שיטת מיקרו-מערך בעלת תפוקה גבוהה לזיהוי פולימרים המפחיתים את קשירת פני השטח של חיידקים במכשירים רפואיים.

זיהוי תפוקה גבוהה של חיידקים פולימרים דוחה עבור אביזרים ומכשור רפואי

למד שיטה ליצירת מכשירים רפואיים מגומי נוזלי באמצעות תבניות מודפסות בתלת מימד. טכניקה זו מאפשרת פיתוח מהיר וזול של אבות טיפוס במעבדות ובסביבות עם משאבים מוגבלים.

דיגום מהיר ועלות נמוכה של מכשירים רפואיים באמצעות 3D מודפס תבניות להזרקת נוזלים

גלה סרטונים נוספים