Name: Prototipagem rápida e de baixo custo de Dispositivos Médicos Usando 3D impresso moldes para moldagem por injeção líquida (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 43 s
Description: Aprenda a prototipagem rápida de dispositivos médicos de elastômero líquido usando moldes impressos em 3D. Esta técnica de baixo custo permite a fabricação de dispositivos personalizados em ambientes acadêmicos com recursos limitados.

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Os autores agradecem a Sungwon Lim pelas contribuições intelectuais para o design de dispositivos e moldes, bem como a Jambu Jambulingam e Rebecca Grossman-Kahn por criarem sondas de silicone intravaginal usando esse processo. Este trabalho é apoiado pela Fundação Bill e Melinda Gates, pela Fundação Vodafone Americas e pela FDA (2P50FD003793).

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Nenhum dos autores tem quaisquer interesses financeiros concorrentes no que diz respeito ao trabalho detalhado neste artigo.

De todos os passos descritos, design cuidadoso molde é o mais crítico para o sucesso. O mestre do molde deve ser criado como um corpo sólido com geometrias externas igual ao dispositivo final. Essas geometrias deve ser ajustado para ter em conta qualquer material de encolhimento devido ao elastômero escolhido, bem como resolução e tolerâncias impressora 3D. Colocação de linhas de partição do molde e furos de passagem para varão roscado e parafusos são dependentes um do outro. Adicionando linhas de partição aumenta o núm...

Moldagem por injeção de líquido (LIM) (também conhecido como moldagem por injeção de reação) é freqüentemente usado para a fabricação de dispositivos elastoméricas de elastômeros termofixos, mas os altos custos de ferramental e equipamentos requerem uma grande quantidade de investimento antecipado de capital de 1. Além disso, LIM pode ser tecnicamente desafiadora e cara de implementar em casos com geometria e requisitos para overmolding complexa. Como resultado, é normalmente impraticável usar LIM tradicional em volumes ultra-baixas ou com desenhos de dispositivos em fase inicial, que muitas vezes incorrem revisões iterativos. O procedimento típico para materiais elastoméricos de moldagem por injeção envolve a injeção de monômeros líquidos com pressões em torno de 150 psi em um molde utilizando especializada máquinas de moldagem 2. As temperaturas e as pressões são controlados para garantir o fluxo laminar e evitar que o ar ficar aprisionado no molde 3. As matérias-primas são geralmente sistemas de cura em duas partes, como a cura de platina silicone, tchapéu são mantidos em câmaras separadas e controladas de temperatura, antes da injecção. Ambos os componentes da matéria-prima é bombeado para uma câmara de mistura de alta pressão, que, posteriormente, se alimenta para dentro da cavidade do molde. A cura é conseguida pela presença de um catalisador bem como a temperaturas em torno de 150-200 ° C 4. Os moldes são normalmente usinados em aço ou alumínio para tolerâncias precisas para criar uma boa vedação em torno de despedida bordas 3,5. Infelizmente, este processo é geralmente mais adequado para dadas elevados custos de fabricação do molde maior escala de ferramentas, bem como a necessidade de sistemas de injecção e de controlo de feedback especializados. Para a prototipagem rápida de poliuretano (PU) partes, é possível a utilização de estereolitografia (SLA) para criar um mestre de molde e produzir um molde de borracha de silicone 6,7. No entanto, esta técnica não é adequada para a sobremoldagem, uma vez que é difícil conseguir um alinhamento preciso dos componentes supermoldados, como o silicone é, porprojetar, não uma estrutura rígida. Além disso, a produção de dispositivos com geometrias complexas, como invaginações ou seções fora sem preenchimento, é difícil ou impossível. A exigência de linhas de partição de moldes complexos ou precisos e elementos finos rígidas são mais frequentemente do que não, incompatível com o processo de moldagem de borracha líquida. Os processos de prototipagem mencionada produção em escala ou em estágio final são muitas vezes impraticáveis ​​para a fase inicial de desenvolvimento do dispositivo médico em que alguns dispositivos precisam ser produzidos para a prova de conceito e de viabilidade em estudos em seres humanos, como é frequentemente o caso em laboratório acadêmico e start-up ambientes da empresa. A falta de alternativas, muitas vezes significa que, mesmo em estágio inicial de desenvolvimento seria incorrer em custos elevados, exigindo muitos desenvolvedores de dispositivos para limitar a funcionalidade do dispositivo ou colocar o desenvolvimento em espera enquanto os fundos adicionais são levantadas. Isto contribui para uma diminuição dramática do processo de desenvolvimento dado que uma grande fracção de dispositivos médicos re<html> quire implementação de características complexas. Também é difícil para financiar o desenvolvimento caro de tais dispositivos, pois os dados de prova de conceito é muitas vezes ainda não estabelecida. Encontramos esse obstáculo em um projeto recente dentro deste laboratório, que envolveu o desenvolvimento de uma sonda intravaginal de silicone com sensores elétricos e ópticos supermoldados que exigiam uma dica copo-como se conformar com geometrias cervicais especificadas. O processo descrito neste artigo documenta a nossa tentativa de contornar este ciclo vicioso e rapidamente chegar a uma prova de conceito para os dispositivos médicos LIM. A técnica mostrada na Figura 1 desconstrói o processo LIM em 5 atividades principais: (1) concepção de moldes e de produção, (2) de montagem de molde (3) mistura de elastômero, (4) de injeção de elastômero, e (5) de elastômero de cura e desmoldantes. &quot;width =&quot; 600 pg &quot;/&gt; .. Figura 1 Protocolo Geral Visão geral do protocolo, que envolve: (1a) a criação de um molde utilizando ferramentas de desenho assistido por computador, (1b) 3D imprimir as peças do molde, (2) a montagem das peças do molde, utilizando barras roscadas e parafusos, ( 3) a mistura de elastómero líquido e carregá-la na seringa, (4) a injecção do elastómero de líquido no interior do molde utilizando um exsicador modificado, (5a) a cura do elastómero num forno de temperatura controlada, e (5b) do dispositivo de desmoldagem de elastómero curado a partir de as peças do molde. Projeto de molde envolve o desenvolvimento de um mestre de molde em desenho assistido por computador (CAD) software, subtração do mestre de molde a partir de um bloco sólido e definição das linhas de partição do molde. Peças do molde são criados e, em seguida, montado por meio de parafusos, varetas, e porcas com componentes supermoldados posicionado na cavidade do molde. Elastômero mixing envolve a combinação de partes A e B da matéria-prima e de desgaseificação para remover possíveis espaços vazios no material. Em seguida, envolve a injecção de elastómero de enchimento controlado por pressão da cavidade do molde, seguida por cura elastómero num forno de temperatura controlada para assegurar a reticulação química das cadeias de polímero. Quebrando o processo de moldagem por injeção para essas etapas nos permite renunciar equipamentos LIM tradicional em favor de alternativas de baixo custo. Por exemplo, em vez de usinagem de um molde de metal ou lançando um molde de borracha de silicone a partir de um mestre de molde, os moldes criados a partir do protocolo descrito neste manuscrito foram criados a partir de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) plástico usando uma modelagem por fusão e deposição (FDM) 3D 8,9 impressora. Comparado com a construção de moldes de metal ou moldes de SLA, FDM é geralmente um processo mais barato e mais rápido. Moldes bastante complexas podem ser rapidamente impresso sobre uma impressora 3D em casa, ou mais barato produzido por um dos muitos contrato printin 3Dserviços disponíveis g. Por exemplo, um complexo de oito peças 3D impressa molde foi utilizado para converter a sonda intravaginal demonstrado na secção de resultados representativos e mostrado nas Figuras 14 e 15. Todas as peças para esse molde pode ser impresso em aproximadamente 1,5 dias em uma impressora 3D em casa. Tempos de resposta para moldes mais simples pode ser de algumas horas. O comprimento total de tempo necessário para o protótipo de um dispositivo utilizando impressoras FDM 3D para criar moldes é semelhante ao tempo necessário para moldar um molde de borracha de silicone e criar um protótipo de poliuretano. No entanto, usando impressoras FDM 3D para criar moldes permite várias coisas que não pode ser facilmente conseguida utilizando um molde de silicone: (1) diversos elastómeros termoendurecíveis podem ser utilizados, desde que o molde de impresso-3D pode tolerar as temperaturas de cura necessários, (2) geometrias complexas pode ser criado com a utilização de muitas peças do molde diferentes e linhas de separação, e (3) o uso de peças de moldes rígidos permite preciso e reprodutibilidadeble alinhamento dos componentes supermoldados dentro da cavidade do molde. Em vez de utilizar uma máquina tradicional LIM, que combina a mistura, a injecção, e de cura, é possível a utilização de um misturador de laboratório para assegurar uma mistura homogénea, num exsicador modificada para a injecção, e um forno de temperatura controlada padrão para a cura. O sistema de injecção foi criado usando componentes fora-the-shelf e envolve a adição de uma linha de fornecimento de pressão positiva para o exsicador que se conecta a uma seringa cheia de elastómero misturado. Pressurização Câmara em bancadas dessecadores normalmente é controlada por uma válvula de três vias entre as câmaras, uma linha de alimentação de vácuo e atmosfera. O exsicador modificado acrescenta uma linha de fornecimento de pressão positiva de alimentação para a parte de trás de um êmbolo de seringa. Isso permite a criação de um diferencial de pressão de 40-50 psi, que é suficiente para a injecção de material líquido no interior da cavidade do molde. Esta técnica permitiu-nos produce silicone sondas intravaginais com sensores elétricos e ópticos supermoldados de recolher prova-de-conceito de dados para um ensaio clínico de Fase I. Silicone foi seleccionado por causa da necessidade de inércia biológica, bem como a capacidade de esterilizar com uma variedade de métodos de 10,11. Além disso, o dispositivo é necessária uma geometria semelhante a taça complexo e não convencional na ponta da sonda em que os sensores estão localizados para fazer a interface com o colo do útero. Sem a utilização da técnica descrita, que teria sido um processo muito mais dispendioso e demorado para produzir esses dispositivos. Esta adaptação do processo LIM reduz custos e requisitos de equipamento, quando comparado com o processo tradicional LIM, tornando-o prático para adoptar uma abordagem rápida e iterativa para projetar dispositivos elastoméricos.

<table><tbody><tr><td>Material do modelo ABS</td> Material do modelo <td>Stratasys</td><td>P430</td><td>para uPrint Plus SE (Etapa: Projeto de molde e Produção)</td></tr> <tr><td>Material de suporte solúvel</td> Material de suporte <td>Stratasys</td><td>SR-30</td><td>para uPrint Plus SE (Etapa: Projeto de molde e Produção)</td></tr> <tr><td>Selante de Silicone Subaquático, Tubo de 2.8 Oz, Transparente</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>7327A21</td><td>Silicone RTV para vedação de lacunas em linhas de separação de moldes (Etapa: Montagem do Molde)</td></tr> <tr><td>Tubulação, 1/8" ID, 1/4" OD, Espessura de Parede de 1/16", PVC Tygon ultra-resistente a produtos químicos, Transparente</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5046K11</td><td>Forma adaptador de corredor/sprue entre o molde e a seringa com elastômero (Etapa: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Adaptador, Reto, Macho Quick-turn (Luer lock) X 1/8" Tubo Barb, Nylon</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K123</td><td>Conecte o corredor/sprue entre o molde e a seringa com elastômero (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Adaptador, Estático, Fêmea Quick-turn (Luer lock) X 1/8" Tubo Barb, Nylon</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K213</td><td>Conecte o corredor/sprue entre o molde e a seringa com elastômero (Passo: Mistura de Elastômero</td></tr><tr><td>)Tampa, Fêmea Quick-turn (Luer lock), Nylon</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>51525K315</td><td>Tampa para evitar que o silicone vaze do molde após a injeção (Etapa: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Borracha de Silicone Líquido (LSR) 30 - 10:1, Grau de Implante</td><td>Aplicado Silicone Corporation</td><td>PN40029</td><td>Substitua pelo elastômero de sua escolha.&nbsp; Este é o usado para a sonda intravaginal (Etapa: Mistura de Elastômeros)</td></tr> <tr><td>Seringas (BD), 1 ml Slip-Tip, limpeza não estéril, a granel</td><td>Seringas Cole-Parmer</td><td>WU-07945-00</td><td>para transferência de material de elastômero (Etapa: Mistura de Elastômeros)</td></tr> <tr><td>Seringas (BD), 1 ml Slip-Tip, limpeza não estéril, a granel</td><td>Seringas Cole-Parmer</td><td>WU-07945-04</td><td>para transferência de material de elastômero (Etapa: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Seringa, 20 ml, Furo Aberto, Êmbolo de Anel Sólido e Grip</td><td>Seringas Qosina Corporation</td><td>C1200</td><td>para transferência de material de elastômero.&nbsp; O furo aberto é usado para elastômeros muito viscosos. (Etapa: Mistura de elastômeros)</td></tr><tr><td>Agulha (BD), Limpeza Não Estéril com Escudos, 18 G x 1.5" Lg., Aço Inoxidável, BD Bulk</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-07945-76</td><td>Usado para remover a coluna de ar entre o êmbolo da seringa e o elastômero (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Copos de Plástico, 12 Oz., Transparente</td><td>Safeway</td><td>N/A</td><td>Usado para misturar silicone no Misturador THINKY (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Saco de Polietileno, Topo Aberto, Plano, 5" Largura x 6" Altura, 2-MIL Thk.</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>1928T68</td><td>Usado para misturar silicone no Mixer THINKY (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Elástico, Sem Látex, Laranja, Tamanho 64, 3-1/2" L x 1/4" W</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>12205T96</td><td>Usado para misturar silicone no Mixer THINKY (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Parafilm Wrap, 4" W</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-06720-40</td><td>Usado para misturar silicone no Mixer THINKY (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Corpos de Seringa com Tampas, Luer Lock, Operado a Ar,&nbsp; 50 ml</td><td>EWD Solutions</td><td>JEN-JG50A-15</td><td>Seringas menores podem ser usadas se menos elastômero for necessário, mas certifique-se de que é compatível com o Adaptador de Seringa Operado a Ar na câmara de injeção (Etapa: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Fita Selante, Rosca de Tubo, 50' Lg x 1/4" W, 0.0028" Thk, 0,5 G/CC Gravidade Específica</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4591K11</td><td>Fita de Teflon para vedações herméticas ao redor das roscas (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Lâminas de bisturi, descartáveis, nº 22</td><td>VWR</td><td>21909-646</td><td>Usado para cortar tubos e desmoldar (Etapa: Cura e Desmoldagem)</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>VWR</td><td>21903-005</td><td>&nbsp;( Etapa: Cura & Desmoldagem)</td></tr><tr><td>2-Propanol, J. T. Baker</td><td>VWR</td><td>JT9334-3</td><td>&nbsp;( Etapa: Cura & Desmoldagem)</td></tr><tr><td>uPrint Plus SE Impressora 3D</td><td>Stratasys</td><td>uPrint Plus SE</td><td>Outras impressoras 3D podem ser usadas (Etapa: Projeto de molde e Produção)</td></tr><tr><td>Parafuso, Tampa, Cabeça Hexagonal,&nbsp; 1/4"-28 , 2-1/2" Lg, Aço Inoxidável 18-8</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>92198A115</td><td>Parafusos usados com porcas para comprimir o molde (Passo: Montagem do Molde)</td></tr><tr><td>Porca, Hex, 1/4"-28, 7/16" Wd, 7/32" Altura, Aço Inoxidável 18-8&nbsp;</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>91845A105</td><td>Parafusos usados com porcas para comprimir o molde (Passo: Montagem do Molde)</td></tr><tr><td>Stud, Totalmente Rosqueado, 1/4"-28, 1" Lg, Aço Inoxidável 18-8&nbsp;</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>95412A567</td><td>As hastes roscadas podem ser cortadas no comprimento desejado e são usadas com porcas para comprimir o molde (Etapa: Montagem do Molde)</td></tr> <tr><td>Misturador Centrífugo Planetário</td><td>THINKY USA Inc.</td>Os misturadores <td>ARE-310</td><td>são fortemente recomendados para mistura fina e para reduzir o tempo de desgaseificação, mas a mistura manual é boa (Etapa: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Balança de Pesagem</td><td>de Laboratório Mettler-Toledo International Inc.</td><td>EL602</td><td>&nbsp;( Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Recipiente de Vácuo Dessecante, Reutilizável,&nbsp; 10-3/4" OD</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>2204K7</td><td>Este dessecador é usado para desgaseificação do elastômero (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Adaptador de Misturador para Copo Personalizado Impresso em 3D</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Modelado em CAD Solidworks e impresso em 3D (Passo: Mistura de Elastômero)</td></tr><tr><td>Tubulação, Furo Liso, 1/4" ID, 1/2" OD, Espessura de Parede de 1/8", PVC Tygon de Alta Pureza, Tubulação Clear</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5624K51</td><td>fora do Dessecador (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Tubulação, Furo Liso, 3/8" ID, 5/8" OD, Espessura de Parede de 1/8", PVC Tygon de Alta Pureza, Tubulação Clear</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5624K52</td><td>para se adaptar ao Fornecimento de Ar/Vácuo (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Redutor, Reto, Barb a Vácuo 3/8" Tubo ID X Vacuum Barb 1/4" Tube ID, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K188</td><td>Adapte a tubulação externa do dessecador à tubulação que leva ao fornecimento de ar/vácuo (Etapa: Injeção de elastômero)</td></tr><tr><td>Braçadeira, mangueira e Tubo, Worm-Drive, para tubo de 7/32" a 5/8" OD, 5/16" Wd., 316 SS</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5011T141</td><td>Usado em tubulação para criar vedação hermética a ar/vácuo nas junções (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Braçadeira, Mangueira, Transmissão por Verme de Banda Lisa, para tubo de 1/2" a 3/4" OD, 3/8" Wd., 304 SS</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>5574K13</td><td>Usado na tubulação para criar vedação à prova de ar/vácuo nas junções (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Tee, Barb a Vácuo ID do Tubo de 1/4", Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K138</td><td>Tee Junção entre Vácuo, Válvula T de Três Vias no Dessecador, e Válvula L de Três Vias (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Tee, 1/4 NPT Fêmea X Fêmea X Macho, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>50785K222</td><td>Junção em T entre Manômetro, Câmara e Válvula L de Três Vias (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Válvula, Esfera, Reta, Alça em T, 1/4 NPT Fêmea X Macho, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4082T42</td><td>Válvula L de Três Vias (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Adaptador, Reta, Barra a Vácuo 1/4" ID Tubo X 1/4 NPT Macho, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K132</td><td>Adaptador para Válvula L de Três Vias para Tubulação (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Serra, Furo, Bimetálico. 1-3/8" OD, 1-1/2" Profundidade de Corte</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4066A25</td><td>Usado para cortar buracos no Dessecador para conexões de parede passante (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Mandril, Serra de 9/16" a 1-3/16", Hex 1/4"</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4066A76</td><td>Usado para cortar furos no Dessecador para conexões de parede passante (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Adaptador de Mandril para Serras Copo de 1-1/4" a 6" de Diâmetro</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4066A77</td><td>Usado para cortar furos no Dessecador para conexões de parede passante (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Reto, Parede Direta, 1/2 NPT Fêmea, Polipropileno</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>36895K141</td><td>Conexões de parede passante levando a Manômetros de Pressão/Vácuo (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Adaptador, Reto, Redução,&nbsp; Bucha, Hex, 1/2 NPT Macho X 1/4 NPT Fêmea, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4429K422</td><td>Reduzindo o diâmetro do tubo dentro do Dessecador para se adaptar ao Sistema de Seringa Operado a Ar (Passo: Injeção de Elastômero)</td></tr> <tr><td>Acoplamento, Adaptador, Reto, Redutor, Bucha, Hex, 1/4 NPT Macho X 1/8 NPT Fêmea, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4757T91</td><td>Reduzindo o diâmetro do tubo dentro do Dessecador para se adaptar ao Sistema de Seringa Operado a Ar (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Acoplamento, Adaptador, Reto, Barb a Vácuo Tubo de 1/4" ID X 1/8 NPT Fêmea, Latão</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>44555K124</td><td>Reduzindo o diâmetro do tubo dentro do Dessecador para se adaptar ao Sistema de Seringa Operado a Ar (Etapa: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Adaptadores de Seringa, Operados a Ar, 30/50 ml</td><td>Soluções EWD</td><td>JEN-JG30A-X6</td><td>Adaptador de seringa operado a ar no interior do dessecador; deve ser compatível com seringas usadas para segurar elastômero (Passo: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Medidor, Vácuo de Escala Dupla, Mostrador de 2-1/2", 1/4 NPT Macho, Conector Inferior, 30" Hg-0, Caixa de Aço</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4002K11</td><td>Medidor de Vácuo (Passo: Injeção de Elastômero)</td></tr><tr><td>Medidor, Vácuo de Escala Dupla e Composto, Mostrador de 3-1/2", 1/4 NPT Macho, Centro Traseiro, 30" Hg-0, 100 PSI, Caixa de Aço</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td>4004K616</td><td>Manômetro que leva ao sistema de seringa operado a ar (etapa: injeção de elastômero)</td></tr><tr><td>Forno, Vácuo, Isotemp, Economia&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>280A</td><td>Forno sem vácuo padrão pode ser usado (Etapa: Cura e Desmoldagem)</td></tr> <tr><td>Solidworks CAD</td><td>Dassault Syst&egrave; Assinatura do mes</td><td>Solidworks Research Outro</td><td>software CAD pode ser usado para mestre de molde e projeto de molde (Etapa: Projeto de molde e Produção)</td></tr></tbody></table>

prototipagem rápida e de baixo custo de dispositivos médicos usando 3d impresso moldes para moldagem por injeção líquida

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

Elastômeros biologicamente inertes, tais como silicone são materiais favoráveis ​​para a fabricação de dispositivos médicos, mas formar e curar esses elastômeros usando processos de moldagem por injeção de líquido tradicionais pode ser um processo caro devido aos custos de ferramentas e equipamentos. Como resultado, tem sido, tradicionalmente, impraticável usar injeção líquida de baixo custo, aplicações de prototipagem rápida. Nós desenvolvemos um método para a produção rápida e de baixo custo de dispositivos de injeção de líquidos elastômero moldado que utiliza impressoras deposição modelagem 3D fundidas para projeto de moldes e um secador modificado como um sistema de injeção. Baixos custos e tempo de resposta rápido nesta técnica diminuir a barreira de forma iterativa concepção e prototipagem dispositivos elastômero complexos. Além disso, os modelos de CAD desenvolvido neste processo pode ser posteriormente adaptado para a concepção de ferramentas do molde de metal, permitindo uma fácil transição para um processo de moldagem por injecção tradicional. Nós temos usado esta técnica para fabricar intravagsondas Inal envolvendo geometrias complexas, bem como overmolding sobre peças de metal, utilizando ferramentas comuns dentro de um laboratório de pesquisa acadêmica. No entanto, esta técnica pode ser facilmente adaptado para criar dispositivos de injeção de líquidos moldadas para muitas outras aplicações.

O molde e a sonda intravaginal nas Figuras 14 e 15 mostra os resultados representativos do processo apresentado neste artigo. <img alt="Figura 14" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig14highres.jpg" width="500" /> Figura 14 Mold. Totalmente montado. Totalmente montado de molde para o dispositivo de sonda intravaginal. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="a...

Nós desenvolvemos um método de baixo custo e prototipagem rápida de dispositivos de injeção de borracha elastômero líquido moldados usando impressoras 3D de modelagem por fusão e deposição de projeto de moldes e um secador modificado como um sistema de injeção de líquido.

Prototipagem rápida e de baixo custo de Dispositivos Médicos Usando 3D impresso moldes para moldagem por injeção líquida

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

O objetivo geral deste procedimento é criar um dispositivo de elastômero líquido com geometria personalizada utilizando peças de molde impressas em 3D. Isso é realizado primeiramente projetando a geometria desejada do molde em um software CAD e imprimindo em 3D as peças do molde. O segundo passo consiste em montar as peças do molde em um molde completo, preparar o elastômero líquido e injetá-lo na cavidade do molde.O passo final é a cura do elastômero líquido e a remoção do dispositivo resultante do molde. Em última análise, esta técnica permite a criação rápida de dispositivos médicos em pequena escala e de baixo custo em um ambiente com recursos limitados, o que normalmente só seria possível em um ambiente industrial ou de fabricação em maior escala. A principal vantagem desta técnica em relação à moldagem tradicional por injeção de líquido é que ela permite a criação de dispositivos de elastômero em um ambiente acadêmico ou com recursos limitados.Pode-se usar esta técnica para criar dispositivos médicos protótipos destinados a estudos clínicos, com o objetivo de avaliar a viabilidade de novas tecnologias médicas. A capacidade de validar rapidamente novos dispositivos médicos a u

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Um bioprinter foi usada para criar hidrogéis modeladas com base num molde de sacrifício. O molde foi poloxâmero backfilled hidrogel com um segundo e, em seguida eluiu-se, deixando espaços vazios que foram preenchidos com uma terceira hidrogel. Este método utiliza eluição rápida e boa capacidade de impressão de poloxamero para gerar arquiteturas complexas de biopolímeros.

Impressão de Moldes reversa Thermoresponsive para a Criação de Patterned hidrogéis de dois componentes para Cultura de Células em 3D

Neste artigo, descrevemos diferentes técnicas para plataformas de prototipagem rápida microfluídica. As técnicas propostas são baseadas em epóxis sensíveis ao ultravioleta (UV) e de cura por temperatura, tubos à base de polidimetilsiloxano (PDMS), colagem de fios e filmes adesivos anisotrópicos. Os procedimentos de montagem apresentados são desenvolvidos tanto para dispositivos de uso único quanto para sistemas microfluídicos reutilizáveis.

Métodos de embalagem de prototipagem microfluídica rápida e de baixo custo de alto rendimento

Este protocolo descreve uma plataforma para a fabricação de anéis de tecido Self montado em tamanhos variáveis, usando um molde de plástico personalizado 3D-impresso. PDMS negativos são curados em molde 3D-impresso; Então a agarose é convertido nos negativos PDMS curados. As células são semeadas em poços de agarose resultante onde eles agregam em anéis de tecido.

Fabricação de poços de Agarose personalizado para a propagação de células e tecido anel Self-assembly usando moldes 3D-impresso

Aqui apresentamos um método rápido, fácil e baixo custo para a fabricação de moldes de polidimetilsiloxano personalizado que podem ser usados para a produção de tecidos de engenharia baseada em hidrogel com geometrias complexas. Adicionalmente descrevemos os resultados de avaliações mecânicas e histológicos realizados na engenharia tecidos cardíacos produzidos utilizando esta técnica.

Custom Engineered moldes de cultura de tecidos de Masters gravados a Laser

Um protocolo para a fabricação de pastilhas para geometria complexa com características micro em superfícies empregando fabricação de aditivo (AM) de moldagem por injeção é apresentado.

Uma cadeia de processo de ferramental macio para moldagem por injeção de um componente 3D com Micro pilares

Aqui nós apresentamos um protocolo para construir uma bomba de seringa pressão controlada para ser usado em aplicações de microfluidic. Esta bomba de seringa é feita de um corpo aditivamente manufacturado, prateleira hardware e eletrônica de código-fonte aberto. O sistema resultante é simples de construir, de baixo custo e proporciona o fluxo de fluido bem regulado para habilitar a pesquisa rápida microfluidic.

Tridimensional de impressão de materiais termoplásticos para criar automatizado bombas de seringa com controle de gabarito para aplicações microfluídicos

O objetivo deste trabalho é projetar e construir uma impressora tridimensional de derretimento baseada em reservatórios feita de componentes de código aberto e de baixo custo para aplicações nas indústrias de impressão biomédica e de alimentos.

Design de uma impressora 3D de origem aberta, bioink de baixo custo e derretimento de alimentos

Este projeto permite que pequenos laboratórios desenvolvam uma plataforma fácil de usar para a fabricação de dispositivos microfluidos multicamadas precisos. A plataforma consiste em um adaptador de alinhamento de máscara de microscópio impresso tridimensionalmente usando o qual dispositivos microfluidos multicamadas com erros de alinhamento de &lt; 10 μm foram alcançados.

Design e desenvolvimento de um adaptador de alinhamento de máscara de microscópio impresso tridimensionalmente para a fabricação de dispositivos microfluidos multicamadas

Nós demonstramos o uso de adesivos de aerossol padronizadas para a construção de dispositivos microfluídicos de papel 3D. Este método de formas de aplicação de cola ligações semi-permanentes entre camadas, permitindo que dispositivos de uso único para ser desmontada após o uso e para aliviar as estruturas não planas dobrar complexos não-destrutiva.

Usando Adhesive Padronização Construir 3D de papel microfluídicos

Um método de microarray de alto rendimento para a identificação de polímeros que reduzem a ligação da superfície bacteriana em dispositivos médicos é descrito.

High-throughput identificação de bactérias Polymers Repelente para dispositivos médicos

Aprenda a prototipagem rápida de dispositivos médicos de elastômero líquido usando moldes impressos em 3D. Esta técnica de baixo custo permite a fabricação de dispositivos personalizados em ambientes acadêmicos com recursos limitados.

Prototipagem rápida e de baixo custo de Dispositivos Médicos Usando 3D impresso moldes para moldagem por injeção líquida

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