Summary
このプロトコルでは、磁気共鳴画像、3 D 印刷、および射出成形の組み合わせを活用して機能的な人工新生児心臓モデルを作成する手順について説明します。これらのモデルの目的は、生理学的、解剖学的な研究のための次世代新生児患者シミュレータ ・ ツールとして統合。
Abstract
新生児患者シミュレータ (NPS) は、医学シミュレーション トレーニングのコンテキストで使用される患者の人工のサロゲートです。Neonatologists ・看護師スタッフは、徐脈や心不全の場合患者の生存を確保するための胸部圧迫などの臨床的介入を練習します。現在使用シミュレータは、低物理忠実度のしたがって胸部圧迫のプロシージャに質的な洞察力を提供ことはできません。シミュレータ胸部圧迫; 中に生成される心拍出量の検出が有効に将来的に解剖学的に現実的な心臓モデルの埋め込みこれは、出力パラメーターを生成される血流の量に関連して圧縮の効果の理解を深めることができる臨床医を提供できます。含む解剖学的現実的な心臓モデルを作成する必要がありますこの監視を実現することができます、前に: 2 つの心房、心室の 2 つ、4 つの心臓弁、肺静脈と動脈と全身静脈と動脈。このプロトコルでは、磁気共鳴画像 (MRI)、3 D 印刷、および冷たい射出成形の形でキャストの組み合わせを活用してこのような機能的な人工新生児心臓モデルを作成する手順について説明します。このメソッドを使用して、射出成形プロセスで柔軟な 3 D 印刷された内側型と、解剖学的に現実的な心臓モデルが得られます。
Introduction
新生児は毎年数百万は、新生児集中治療室 (NICU) に認めています。「ニカスさんほとんどの緊急事態は気道呼吸、循環 (ABC) の問題に関連し、胸部圧迫など介入必要とします。NPS は、貴重な教育とこのような介入を実践するトレーニング ツールを提供しています。いくつかは、埋め込まれたセンサー パフォーマンスが推奨される臨床ガイドライン1深さと胸部圧迫の速度を満たしているかどうかを検出できます。計算のパフォーマンスを定量化してガイドラインの遵守が使え、この点では、このような最先端の NPS は性能評価のための有形およびホワイト ボックス メトリックとして表示できます。
推奨されるガイドラインへの遵守は、患者の生理学をめざします。たとえば、胸の圧迫は循環器系に十分な血流を生成する目的で配信されます。現在高忠実度 NPS (例えばPremieAnne (レールダル、スタヴァンゲル、ノルウェー)、ポール (SIMCharacters、ウィーン、オーストリア))、統合の心に欠けていると同時にトレーニング中に血流などの生理学的パラメーターを測定する任意のセンサーが含まれていません。この生理学的パラメーターを生成します。現在 NPS で胸部圧迫の効果は、したがっては生理学的なレベルで評価されませんできます。胸部圧迫の生理学的評価を有効にするのには、NPS の解剖学的に現実的な人工心臓が NPS に統合します。さらに、研究2は、物理的な解剖学的忠実度の増加が NPS の機能の再現性の増加につながる可能性がありますを示しています。物理的に忠実度の高い器官システムの統合訓練の両方機能再現性の恩恵を受けるだろうし、生理学的性能評価を有効にします。
NPS の忠実度の大幅な増加は、3 D プリントを実現できます。医学では、3 D イメージングおよび印刷、手術の準備とインプラント3,4、5の創造のため主に使用されます。たとえば、手術シミュレーションの分野で手術の手順6を実行する外科医を訓練する臓器が生成されます。3 D プリンターの可能性がまだ適用されていない広範囲 NPS で。3 D 画像や 3 D 印刷の組み合わせは、物理的な忠実度の高いレベルに到達するように NPS のための可能性を開きます。心などの洗練された、フレキシブル、新生児の臓器のレプリケーション技術や 3 D 印刷7に使用される材料の絶え間なく拡大範囲のために可能になります。
本稿では機能、人工新生児心臓 MRI、3 D 印刷、および冷たい射出成形の組み合わせを使用してを作成するためのプロトコルを詳しく説明します。本稿で心のモデルには、2 つの心房、2 心室、4 機能バルブと肺と全身の動脈と静脈すべてキャスト 1 つのシリコンの生産が含まれます。心臓モデルは、液体で満たされた、センサーを装備し、(すなわち、血圧または胸部圧迫とバルブ機能の間に心臓出力) の出力パラメーター ジェネレーターとして使用できます。
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Protocol
患者のイメージングの前にすべての機関の承認が得られました。
1. 画像の取得・ セグメンテーション
- (DICOM) の形式でデジタル画像と通信で新生児の胸部 MRI スキャンを取得します。心拍サイクルの心室拡張期段階でスキャンのすべてのスライスをキャプチャまたは剖検から胸部 MRI を取得します。
注意: 心臓の筋肉と同様、心房と心室の目に見えてはっきりした定義は重要です。 - 処理ソフトウェアを使用して (材料の表を参照) 胸部 MRI の DICOM ファイルをインポートします。' マスクを編集」メニュー項目を使用して、中心部が存在 MRI スライスごとに心臓の筋肉の領域を選択します。心房と心室、このケースで覆うことができるも。
- 新しいスケッチ レイヤーを作成し、心臓の筋肉の選択と同じ方法で 2 つの心房と 2 つの心室を別にセグメントします。存在と心房と心室、心室と動脈の間の弁を分割できません。
- 筋肉をレンダリングし、'計算 3 D' メニューを使用して別の 3 D 表現に項目し ' STL +' メニュー項目を使用して、最適な解像度設定を使用して 5 つの光造形 (.stl) ファイルとしてエクスポートします。
- CAD ソフトウェアに the.stl ファイルを読み込む (材料の表を参照してください)。修正プログラム ウィザードのメニュー項目を使用すると、重複の三角形および悪いエッジ用の the.stl ファイルを修復します。The.stl ファイルを再度保存します。
注: 心臓 MRI が利用できない場合は、このプロトコルで使用される心臓モデルを使用してください。このファイルには、別の心臓弁モデルも含まれています。してくださいここをクリックしてファイルをダウンロードします。
2. 処理および印刷を金型
- 心房と心室のセットをコンピューター支援設計ソフトウェアに読み込む (材料の表を参照してください)。してくださいここをクリックしてファイルをダウンロードします。
- (図 1) の元の MRI を用いた大動脈や肺、僧帽弁、三尖弁のバルブの位置を決定します。
- 心房と心室の読み込まれているセット内のそれぞれの位置に各弁の正と負のモールドの両半分を追加するには、関数の 'の部分を挿入' をアクティブにする現在のファイルに (上記のリンクを介して取得) 弁ファイルをドラッグします。心房や心室の表面の場所をクリックして、配置の位置を示します。
- 正と負のバルブを使用してベースを押し出す 'の機能] タブ > 押し出しボス/ベース' 彼らのそれぞれの部屋に突出および彼らのそれぞれの商工会議所にバルブ部品をマージします。
注: 僧帽弁三尖弁、大動脈中、2 つの半月部分で構成されています、肺弁の 3 つで構成します。
- 正と負のバルブを使用してベースを押し出す 'の機能] タブ > 押し出しボス/ベース' 彼らのそれぞれの部屋に突出および彼らのそれぞれの商工会議所にバルブ部品をマージします。
- 大動脈弁ファイルを手順 2.2 で説明されている手順を使用してそれぞれ心室位置に追加します。これらのバルブの上から直径 5 mm の 2 つのアーチ形になるシリンダーをスケッチ] をクリックして、' [スケッチ] タブ > 円 '次のスケッチをアーチ型のラインを使用して、' の機能] タブ > スイープ ボス/ベース' 円柱表面は両方とも水平の位置に到達するまで。それぞれ心室と動脈弁部品をマージします。
- 2 つのアーチ型シリンダーと同様に、4 つの部屋のそれぞれの基地から直径 5 mm の垂直シリンダーをクリックして描画、' [スケッチ] タブ > 円 '項目、長さ 40 mm をクリックしてそれらを押し出す、' の機能] タブ > 押し出しボス/ベース' アイテム。彼らのそれぞれの商工会議所に突出各シリンダーをしましょう。
- 金型で六つの内側部分をアセンブルするときの位置の部屋を確保するため、差分のノッチを (図 2) の六つのシリンダーにシリンダーの上に半円を描いて追加: クリックして、' [スケッチ] タブ > 円をスケッチ ' メニュー項目と使用、'機能タブ > カット/押し出し ' 異なる深さのくぼみを作成するメニュー項目。
- チャンバーと商工会議所のソリッド ボディを選択して動脈と動脈、右クリックすると、その後減算設定を選択することができます '結合' 関数を押すとからの形状を減算します。これらの部品を結合しないでください。すべての部屋と動脈を個別に保存します。
- 金型で六つの内側部分をアセンブルするときの位置の部屋を確保するため、差分のノッチを (図 2) の六つのシリンダーにシリンダーの上に半円を描いて追加: クリックして、' [スケッチ] タブ > 円をスケッチ ' メニュー項目と使用、'機能タブ > カット/押し出し ' 異なる深さのくぼみを作成するメニュー項目。
- 心臓筋肉モデルをインポートします。6 気筒基本スケッチをオフセットするには、新しいスケッチを開始し、「シフト」キーを押しながらすべてのシリンダーの基本スケッチを選択します。次に、選択、' [スケッチ] タブ > エンティティ メニュー アイテムに変換します。選択、' [スケッチ] タブ > スケッチに 2 mm オフセットするエンティティ メニュー項目のオフセットします。
- 押し出し] をクリックしてこれらのスケッチをマージ、' の機能] タブ > 心臓筋肉モデルを持つボス/ベースのメニュー項目を押し出すアーチのシリンダーを繰り返します。心臓筋肉モデルとこれらのシリンダーをマージ] をクリックして、' の機能] タブ > 押し出しボス/ベースのメニュー項目。
注: は、心房の反対の心臓筋肉モデルが 2 mm 以上の距離 (図 1) を確認します。それ以外の場合、壁は内側の金型を削除するときを破裂します。
- 押し出し] をクリックしてこれらのスケッチをマージ、' の機能] タブ > 心臓筋肉モデルを持つボス/ベースのメニュー項目を押し出すアーチのシリンダーを繰り返します。心臓筋肉モデルとこれらのシリンダーをマージ] をクリックして、' の機能] タブ > 押し出しボス/ベースのメニュー項目。
- 最初クリックして参照平面を置くことによってダウン六つのシリンダーの基本からキューブをモデル、' の機能] タブ > 参照ジオメトリ > 平面 '。この後をクリックして、' [スケッチ] タブ > 正方形 ' メニュー項目とスケッチの長さと幅は 4 mm 心臓筋肉モデルの最も広い部分よりも広い広場。
- クリックして、厚み 8 mm 下これを押し出し、' の機能] タブ > 押し出しボス/ベース ' メニュー アイテム、および 'マージ部品' メニュー項目をマーキング 6 本のシリンダーのベースにこれをマージします。ベースの 4 つのコーナーでは、同じメソッドを使用して 4 mm キューブを追加します。
- 正方形のベースを使用すると、スケッチとして、心臓全体のモデルをカバーし、これから他のすべてのパーツを引く押し出します。心臓モデルの最も広い部分で残った四角形の上の部分を分割します。まず高さを使用して参照平面を配置、' の機能] タブ > 参照ジオメトリ > 平面。この後、メニュー項目を使用して、' 挿入 > 金型 > 分割 ' もある分割と分割を必要とするオブジェクトはサーフェスを選択します。
- 残りの四角形を分割、縦位置でまだ 2.7 の手順で説明した方法を使用して位置が再び、最も便利な離します。金型の縦の部分の角に 4 mm 立方のソケットをスケッチし、上部カバーを使用してのコーナー キューブ 4 mm を追加、' [スケッチ] タブ > 正方形 'と' の機能] タブ > 押し出しボス/ベース ' メニュー項目。
- 全体の外側のモールド モデルの上部を覆っている直径 1 mm の 50 円をスケッチし、これらすべての外側の型をカット-押し出しします。また、心臓筋肉モデルの広い場所でトップカバー側にいくつかの 1 mm シリンダーを押し出します。カット-押し出しトップカバーから単一の 8 mm 注入穴。
- すべて 4 外側の金型部品を個別に保存します。
注意: 合計では、必要があります 10 金型部品: 金型、2 つ外側型のサイドパネル、1 つ外側のモールド トップ カバー、バルブ添付ファイル付き 2 つ内側型心房、バルブ添付ファイルと 2 つの内側の金型心室と各大動脈と肺動脈の内の 1 つの基盤金型動脈弁添付ファイル付き。
- すべて 4 外側の金型部品を個別に保存します。
- 剛印刷用噴射プリンターを使用し、ゴムのような感光性樹脂材料のインストール
(材料の表を参照)。印刷のベッドに印刷のための部品を配置するときは、バルブのネガはすべて印刷された上向きを確認 (上下) (図 3)。- 光沢紙に印刷の設定を選択します。大動脈の金型の添付ファイルと同様、4 つの部屋、柔軟な S95 素材を選択します。その他の 4 つの金型部品、リジッドのプリント素材を選択します。
- 金型部品を印刷した後、ウォーター ジェットによる印刷の間に構築サポート材料を除去 (材料の表を参照してください)。金型部品を洗浄した後 24 時間 5% 水酸化ナトリウム溶液に部品を配置します。ソリューションから部品を外して洗って冷たい水と休暇を使用してキャストする前に 48 時間乾燥します。
3. 冷たい射出成形と仕上げ
- 離型剤スプレーすべての金型部品のすべてのサーフェス (材料の表を参照)、バルブとティッシュ ペーパーできれいなワイプを除く。15 分間乾燥するままにします。
- 型と 2 つのサイドパネルの基地を閉鎖し、金型のベースがテーブルの表面に直接接触でないので 2 つのスペーサーの上に配置します。マニュアルにシリコーン カートリッジを挿入することでシリコンを準備調剤銃 (材料の表を参照してください)。
- シリコーン カップ、つまようじを使用してミックスの測定に調剤の銃からの圧迫の 5 mL を追加します。つまようじを使用して、右心房と心室の弁の正および負の側に溶融シリコンの寛大な量を適用します。シリコーン (図 4) ではめ空気泡がないことを確認します。
- 右弁の角度で 2 つの部屋を接続し、基本金型の彼らのそれぞれのシリンダーにそれらをプッシュします。左側にあるのため、この手順を繰り返します。最後に、肺・大動脈アーチ型シリンダーを同様に取り付けます。2 分を固めるためこれらの弁を残すし、金型の上部に接続します。
- スタティック ミキサーをカートリッジに添付、シリコーンが、ノズルを終了するまで絞るし、圧力を解放します。位置 2 つのスペーサー (図 5) に全体のカビは 3 分のコース上に 8 mm 射出成形ソケットと低圧力で圧搾にすべての通気孔は、シリコーン オーバーフローの兆候を示すまで銃を挿入します。
- この時点でシリコンを注入することを停止、ミキサーを削除およびテーブルの表面に金型を置き、すべて下部の通気孔をシールし、のこれ以上のシリコーンは、金型の下から流れることができます。30 分間を固めるようにシリコンを残します。
- 金型の上部を詮索好きな、金型の上と下の部分間の亀裂に金属スペーサーを持ち上げて開きます。一度に 1 つの側面を取り外し、同じメソッドを使用して金型のサイド部分を削除します。
注: しないようにスペーサーを挿入するとき心臓壁を穴をあけます。- 3 外側の金型部品 (図 6) を解放した後心臓外空気の泡を検出します。泡をピアスし、つまようじを使用して少量のシリコーンでそれを埋めるにメスを使用し、別の 30 分間を治すために残します。
- 圧縮空気を使用して (材料の表を参照) 心モデル 6 内部型を残して金型のベースから離れて心モデルを爆破します。しっかりと空気心臓壁の破裂を防ぐために 1 つの手と心臓モデルを囲むことを確認します。
- 記入し、内側の金型を解放する左と右心室を加圧水で注射器を使用します。この後マギル鉗子 (材料の表を参照) を使用して取得し、これらの内部の 2 つの金型部品を抜きます。大動脈・肺動脈のこのプロセスを繰り返し、最後に左と右心房内部カビを除去するため。
注: 確認、鉗子の位置は圧縮されませんバルブ セグメント クランプの圧力を適用するときそれは印刷された弁を破壊します。
- 記入し、内側の金型を解放する左と右心室を加圧水で注射器を使用します。この後マギル鉗子 (材料の表を参照) を使用して取得し、これらの内部の 2 つの金型部品を抜きます。大動脈・肺動脈のこのプロセスを繰り返し、最後に左と右心房内部カビを除去するため。
- タイラップを使用して心臓モデルの基地で心室から直接下方につながる 2 つの管をバインドし、心臓壁の表面でそれらを摘採で空気口のアクセス文字列を削除します。
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Representative Results
本研究では、mri、3 D プリントと冷たい射出成形を組み合わせた新生児心臓の解剖学的に現実的なモデルを作成する方法について説明します。動脈管開存、卵円孔は、本稿で提示した心モデルには含まれていません。このペーパーで説明する方法は、肺、胸郭構造体など他の臓器にも適用できます。胸郭構造金型を必要としないと、柔軟性のある材料を使用して直接印刷することができます。(図 7)、我々 はこれらの例のいくつかを表しています。これら他の人工ボディー パーツと組み合わせて心モデルを使用すると、非侵襲として侵襲の臨床的介入の研修ツールやテスト プラットフォームとして使用する完全な胸部のレプリカが作成されます。
完全な解剖学的に現実的なモデルを再作成する課題は、バルブと同様、4 つの部屋は 1 つのパーツとしてキャストする必要があるという事実であります。別パーツがキャストし、後の段階で接着するより解剖学的精度が保持されます。さらに、一緒にシリコン素材を使用して、セグメントを接着剤と、圧縮中に心臓モデルを使用するとき潜在的な破裂可能性があります。
3 D 印刷複雑なパーツ (図 1) の解像度は、ハート システムなど小さな有機成分の実現に不可欠です。これらのモデルの部屋、バルブの詳細は、最終的なモデルの機能を決定します、ため、印刷、高解像度があります最終製品の高解像度。これは、特に金型の統合された一部であるバルブの場合です。これらの内側の金型部品は、直接垂直に直面して印刷されません、繊細なバルブ鋳造後きくバルブになりますクリーニング処理中に中断されます。
印刷部品の洗浄を行う必要があります水酸化ナトリウム及び左のソリューションを使用して、その後 48 時間乾燥します。それ以外の場合、残りの支持材が心臓モデルの非常に安っぽい外観と同様に、失敗したバルブ キャストになりますから硬化シリコーンを抑制します。
最終的な鋳造物の部品 (図 4) から発売する 3 D 印刷提供しています有機と複雑な構造を作成する可能性を使用して非常に柔軟な内側の金型材料の使用。これらの内側の金型部品は、固体材料で印刷されるが、内側のチャンバーを取り外すとき心モデルの一部が破壊されます。
図 1: 完成した MRI モデル。モデルは、次の 5 つの固体を含める必要があります: 壁、左と右の心房と左右の心室の心します。これらの部分を平滑化は、高品質印刷と心臓モデルの後高詳細なキャストに不可欠です。心臓弁の位置決めのノートは CAD ソフトウェアで心臓モデルの編集に参考のために使わなければなりません。また、スペース アトリアと心の壁が内側の金型を削除するときに、これらの壁の破裂を防ぐために 2 mm の最小値をする必要があります。
図 2: 位置決めに不可欠な内側の金型部品を固定するソケットの追加です。これらがなければ、内側の金型がドリフトし、バルブがミスキャスト保証になります。また負バルブ部品のソケットの添付ファイルは、モデルの解剖学への障害の最低額を提供する内側の金型の注視点を最小限に抑えるために不可欠です。
図 3: 心臓のバルブ部品を正確なジオメトリを保証する光沢のあるモードで上方の位置に直面して常に印刷するである金型を印刷するときです。これはまた弁、クリーニング プロセスが完了した後にジオメトリを混乱させる可能性が空洞を目詰まりから支持材を防ぎます。
図 4: コールド成形で、モデルの残りの部分は非常に重要です前に弁にシリコーンを追加します。バルブの組み立てとすべてのバルブのシリコーンを別々 に適用するバルブの機能を役に立たないレンダリングする空気の巻き込みを防ぐために不可欠です。これらの場所のエア ・ ベントの不足と同様、バルブ半分間非常に狭いチャネルのためそれはないそれ以外の場合冷たい射出成形過程すべて半月弁の全体に到達するためのシリコン。
図 5: 金型を成形プロセス中に通気孔が機能できるようにスペーサー マウントします。中一人は鋳造プロセスに分針し同様、インプレースでは、金型を保持、2 番目がゆっくりと着実に注入シリコン エジェクタ銃を使用して金型。低いほど金型に注入するシリコーンで速度、以下の空気の巻き込みは最後の心臓モデルに存在します。
図 6: 金型の上面と側面部分を解放した後、空気節制の心検査します。これらの節制のパンクし、つまようじを使用してシリコーンでいっぱい取出しの最終段階の前に別の 30 分間を治すため左を実行する必要があります。
図 7: (この原稿のプロトコルに続く) さらにモデル化と印刷された肺カビや胸郭 (熱可塑性ポリウレタン (TPU) で印刷).これらのモデルは、解剖学、外科の分野の臨床医のトレーニング中に使用するための完全な新生児呼吸器モデルのレプリケーションを有効にするかを新生児の胸郭の胸部圧迫の影響を視覚化します。彼らはすべてが基づいているために、このペーパーで説明したメソッドを使用して生成される器官あるお互い完全な解剖学的適合 MRI スキャンで同じ。
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Discussion
本研究で開発するモデル、キャスト (図 5図 6) に流入する空気を防ぐために必要な 3 分の期間にわたって成形が識別されました。バルブの狭いスペースをシリコーンに届くように、「前キャスティング」や「コーティング」金型でバルブ部が欠かせません。内側の金型心臓の室を形成しなければならないので 5 mm の開口部を通してキャスト最終シリコーンを終了、金型用マルチ材料の 3 D プリントは配役心臓モデル (図 4) を作成する必要です。我々 は数回内側の金型の部品の硬度を下げ、最終的に S95 のマテリアル設定を使用します。硬い材料を引き裂く結果心臓モデルの非機能的なレンダリング バルブ エッジが鋭いためシリコーン モデルとなります。硬化時間が異なる複数のシリコーンを使って金型設計で多くの通気孔を介して硬化時に材料のそれ以外の流出により必要となる迅速な硬化シリコーンの使用が見つかりました。
本稿で説明する手法の限界は、生産方法を時間がかかり、比較的高価な生産プロセスで生じる独自の多くの材料を必要とする、です。別の制限は、セグメンテーション中に解剖学的正確さ (図 1) を保持するために必要な高解像度の MRI スキャンへのアクセスです。また、金型設計は重要な CAD スキル (図 2) を構築し、新生児の心臓弁を実装する必要があります。本稿で記述した心臓モデルを使用してさらに制限の 1 つは Cohrsらの調査によれば、します。9、モデルだけ続くティアリングが発生する開始する前に約 3,000 の圧縮サイクルの中心モデルの連続生産に必要となります。、我々 はしかし、休憩パラメーターまで高い伸びであり、モデルに及ぼす圧縮圧力が低く使用される材料として本稿で示されたモデルは、この番号を長持ちを推定します。説明されているテクニック本稿は新生児マネキン シミュレータ部品を生産する、非常に少数のペーパー2はまだシミュレータのような非常に詳細なモデルの使用をサポートします。
心臓の機能の 3 次元モデルを作成するための既存の方法9をに関するこの法の意義は、このメソッドでは鋳造用単一ソフト素材を使用して人間の心を模倣することが解剖学的です。筋肉組織は、最終的にハートビートを実現する心のモデルに統合されることを模倣するように潜在的な軟部組織10を模倣したシリコーン材料の調査を示しています。これは順番に、クラッシュ テストなど、異常な状況で心臓の筋肉動作の調査を有効にできます。さらに、有機の複雑さのこのレベルでのモデルの作成のためこのメソッドはロスト ワックス モデリング手法に交換を提供します。ロスト ワックスの内側の金型の成形が常に失われた本稿で説明した方法を使用して、モデルを作成するこれは、ケースではありません。これは、同じような複雑さのモデルの作成のコストを削減につながります。
心のモデルを作成するための重要なポイントは、まず高分解能胸部 MRI を用いて心臓の正確な分割です。正確なセグメンテーションにより心臓壁、チャンバーとの位置づけが詳細な 3 D 印刷の結果、可能な限り正確にキャプチャされます。第二に、後処理の手順中にバルブ部品と出口ポイントの詳細かつ正確なフィッティングは、鋳造後に機能しているバルブを生産を確保する必要があります。第三に、内側の金型の 3 D 印刷プロセスで柔らかい材料を使用して必須です、後ほど削除するため繊細なバルブやシリコーン心臓モデルの残りの部分を離れて引き裂くことがなく。最後に、バルブを鋳造と残りの 2 つの段階で心臓モデルはモデルでそのまま半月バルブ部品を保証する必要があります。内側の金型を削除すると、これらのパーツの微妙な引きがバルブ構造の損傷を防止する必要があります。
心臓モデルの将来のアプリケーションは、新生児のトレーニング マネキンへの統合でこのメソッドの目的を使用して製作。以前の研究8に示すように、このモデルでは、センサーの統合と組み合わせるは胸部圧迫による心臓出力および血圧データを診療する医師を提供できます。第二に、新規マイクロ センサー11移動し、心臓の鼓動の条件の遵守をテストするため心血管実験台体外潜在的なとして使用することができます。運動はこの場合、新規人工筋肉組織12を使用して実装する可能性があります。最後に、心臓モデルは存や体外の設定でこれらの異常を調査する心室中隔欠損など異なる先天異常を組み込むに容易に適応することができます。最後に、それも使用できますこれらの新生児の異常の練習操作手順に手術トレーニング モデルとして。
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Disclosures
著者は研究、原作者、及びこの記事の出版物に関する潜在的な利害衝突を宣言しません。本研究は、公共、商業、または非営利セクターに資金提供機関から特定許可を受け取らなかった。
Acknowledgments
うず周産期のオランダの枠組みの中でこの研究を行った。著者は、解剖学、病理学とこの作業に使用される新生児の MRI スキャンを提供するため Máxima 医療センター フェルトホーフェンのラートボウト UMCN 博物館を感謝したいです。さらに著者は、この研究開発への重要な貢献のため工業デザイン学部でジャスパー Sterk、サッネ ブルー ・ ヴァン ・ デア ・ リンデン、フレデリック ・ デ ・する、Pleun Alkemade、D.search ラボを感謝したいです。最後に著者はロハン女子の原稿の彼の証拠読書をありがとうしたいと思います。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ecoflex 5 | Smooth-on | Silicon casting material | |
| 400ml Static mixers | Smooth-on | Mixing tubes | |
| Manual dispensing gun | Smooth-on | Used for injection molding | |
| 5-56 PTFE spray | CRC | Release agent for the molds | |
| Sodium-hydroxide | N/A | This was purchased as caustic soda at the hardware store, in dry, 99% pure form. As it is widely available, there is no company specified | |
| VeroWhite | Stratasys | The hard material used in the print | |
| TangoBlackPlus | Stratasys | The rubber material used in the print | |
| Support Material | Stratasys | The standard support material used by stratasys | |
| Magill Forceps | GIMA | Infant size. This is for removing the inner molds | |
| Stratasys Connex 350 | Stratasys | If this machine is not owned, another option is to have the parts printed through a third party printing firm such as 3D-hubs to get the parts printed and shipped. | |
| Balco Powerblast (Water Jet) | Stratasys | ||
| Euro 8-24 Set P (Air Compressor) | iSC | 4007292 | |
| Syringe with blunt needle | N/A | A 20ml syringe with a 0.5mm diameter blunt needle. | |
| Mimics 17.0 software | Materialise | This software was used to segment the heart model from the MRI. There are sevaral free MRI imaging software tools available such as InVesalius, or Osirix, although they may prove to provide less functionality. | |
| Magics 9.0 software | Materialise | This was used to repair and smooth the .stl files generated by mimics. This smoothing can also be done in most other 3D modeling freeware. | |
| Solidworks | Software used for editting the heart model. Most other freeware CAD software can be used to perform this stage of processing. |
References
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