Multimodalny druk 3D fantomów symulujący tkankę biologiczną

Powlekanie wirowe, druk wielostrumieniowy i modelowanie osadzania topionego są zintegrowane w celu wytworzenia wielowarstwowych heterogenicznych fantomów, które symulują właściwości strukturalne i funkcjonalne tkanki biologicznej. Brak identyfikowalnych standardów fantomowych, które symulują strukturalną i funkcjonalną heterogeniczność tkanki biologicznej, stał się wąskim gardłem dla rozwoju i walidacji biomedycznych urządzeń optycznych. Ten film pokazuje wytwarzanie warstwa po warstwie heterogenicznej tkanki symulującej fantomy poprzez integrację wielu procesów wytwarzania przyrostowego, takich jak powlekanie wirowe, drukowanie PolyJet i FDM na linii produkcyjnej druku 3D.

O możliwościach technicznych takiej linii produkcyjnej świadczy automatyczne drukowanie fantomów symulujących skórę, które składają się z naskórka, skóry właściwej, tkanki podskórnej i osadzonego guza. Przygotowanie materiału do druku metodą wirowania. Dodaj dwutlenek tytanu w proszku do żywicy fotopolimerowej SLA, mieszaj przez 30 minut na mieszadle magnetycznym.

Uszczelnić folią aluminiową i sonicate. Odkurzaj przez 10 minut. Załaduj go do strzykawki do przechowywania Przygotowanie materiału do druku polyjet.

Dodaj materiał, sonicate, dodaj chiński czerwony barwnik, załaduj je do wkładów, włóż wkłady do drukarki. Przygotowanie materiału do druku FDM. Podgrzej wosk żelowy o niskiej gęstości na mieszadle magnetycznym.

Dodaj dwutlenek tytanu w proszku, dodaj proszek grafitowy do drugiej zlewki. Załaduj je próżniowo do ekstrudera hybrydowego modułu z trzema dyszami. Projektowanie cyfrowego fantomu optycznego skóry Ustawianie parametrów do powlekania wirowego.

Ustaw parametry prędkości obrotowej i czasu trwania w oprogramowaniu sterującym. Ustaw ilość materiału do powlekania wirowego i czas utwardzania światłem. Przygotowanie pliku źródłowego do druku polyjet, Zaimportuj obraz naczynia krwionośnego do oprogramowania, ustaw pozycję wydruku i ustaw parametry drukarki atramentowej, wygeneruj plik PRN potrzebny do drukowania po zakończeniu konfiguracji przygotowanie G-code do drukowania FDM, zaimportuj model guza do oprogramowania Cura, dodaj skrypt krojenia dyszy typu "wszystko w jednym" do oprogramowania Cura i pokrój model, aby wygenerować kod G wymagany do drukowania Import dokumentów oprogramowania sterującego drukiem.

Kliknij pozycję menu Plik na pasku menu. Załaduj pliki PRN do drukowania UV. zaimportować kod G.

Kliknij przycisk Rozpocznij drukowanie. Mechaniczna ręka przesuwa podłoże na stacji załadowczej do środka stolika próbki wirownika. Dozownik kleju steruje strzykaniem strzykawki materiału do środka podłoża.

Wirówka zaczyna działać. Upuść lampę UV i włącz ją, a naskórek skóry zostanie wydrukowany. Przenieś podłoże na mobilną platformę 3D.

Przesuń podłoże do pozycji wyjściowej druku UV, popchnij drukarkę atramentową do pozycji roboczej. Drukarka atramentowa wydrukuje zdjęcie. Lampa UV jest popychana przez cylinder i przesuwana w dół do pozycji nad podłożem, włącza lampę UV.

Powtarzaj te czynności dla następnej warstwy drukowania, aż drukowanie wielowarstwowe zostanie zakończone. Dysza mieszająca jest przesuwana do pozycji roboczej poprzez naciśnięcie cylindra drukującego zgodnie z instrukcjami G-code. Druk jest wykonywany do momentu wydrukowania podskórnej części guza.

Przenieś podłoże z powrotem do stacji ładującej, odlej fantom warstwy podskórnej za pomocą formy Reprezentatywne wyniki. Wynik zautomatyzowanej linii produkcyjnej do druku. Integrując metody drukowania 3D, system może stworzyć fantom podobny do guza, postępując zgodnie z krokami zawartymi w protokole.

Przykładem może być uproszczony wielowarstwowy model skóry. Warstwa naskórka, warstwa skóry właściwej i warstwa tkanki podskórnej o różnych grubościach i różnych właściwościach optycznych są wytwarzane metodą powlekania spinowego, metodą druku polyjet i metodą drukowania FDM. Za pomocą modelu zweryfikowano możliwość połączenia powlekania spinowego, druku polyjet i druku FDM w celu wytworzenia fantomów optycznych, udowodniono, że system ma potencjał do wytwarzania tkankowego fantomu optycznego o charakterystyce symulacji optycznej i charakterystyce symulacji strukturalnej.