Anatomisk realistisk Neonatal hjerte Model til brug i Neonatal Patient simulatorer

Summary

Denne protokol beskriver en procedure til at oprette funktionelle kunstige neonatal hjerte modeller ved at udnytte en kombination af magnetisk resonans, 3D udskrivning og sprøjtestøbning. Formålet med disse modeller er for integration i den næste generation af neonatal patient simulatorer og som et redskab for anatomiske og fysiologiske undersøgelser.

Abstract

Neonatal patient simulatorer (NPS) er kunstige patient surrogater bruges i forbindelse med medicinske simulatortræning. Børnelæger og plejepersonalet praksis kliniske interventioner såsom brystet kompression til at sikre patienternes overlevelse ved bradykardi eller hjertestop. De simulatorer, der anvendes i øjeblikket er lav fysisk troskab og frembyder derfor ikke kvalitativt indblik i proceduren for brystet komprimeringer. Indlejring af en anatomisk realistisk hjerte model i fremtiden simulatorer giver mulighed for påvisning af cardiac output genereret under brystet komprimeringer; Dette kan give klinikere med en outputparameter, som kan uddybe forståelsen af effekten af kompression i forhold til mængden af blod flyde genereret. Før denne overvågning kan opnås, et anatomisk realistisk hjerte model skal være oprettet som indeholder: to forkamre, to ventrikler, fire hjerteklapper, pulmonal venerne og arterierne, og systemisk vener og arterier. Denne protokol beskriver proceduren for at skabe sådan en funktionel kunstige neonatal hjerte model ved at udnytte en kombination af magnetisk resonans imaging (MR), 3D udskrivning, og støbning i form af kolde sprøjtestøbning. Ved hjælp af denne metode med fleksible 3D trykte indre forme i sprøjtestøbning proces, kan en anatomisk realistisk hjerte model opnås.

Introduction

Hvert år millioner af nyfødte er optaget på neonatal intensiv pleje enheder (NICU). I NICUs, de fleste nødsituationer vedrører problemer i luftvejene, vejrtrækning, og cirkulation (ABC) og kræver indgreb såsom brystet komprimeringer. NPS tilbyder en værdifuld undervisning og uddannelse værktøj til at praktisere sådanne interventioner. For nogle NPS, kan indlejrede sensorer registrerer, om ydeevnen opfylder de anbefalede kliniske retningslinjer¹ for depth og speed af brystet komprimeringer. Overholdelsen af retningslinjerne kan bruges til at beregne og kvantificere ydeevne, og i denne henseende sådanne avancerede NPS kan ses som en konkret og hvid boks metrikværdi til evaluering af ydeevne.

Tilslutning til de anbefalede retningslinjer sigter mod at forbedre patienternes fysiologi. For eksempel, er brystet kompression leveret med formålet at generere tilstrækkelig blodgennemstrømningen i kredsløbet. Nuværende high fidelity NPS (f.eks.PremieAnne (Laerdal, Stavanger, Norge) og Paul (SIMCharacters, Wien, Østrig)), ikke indeholder nogen sensorer til at måle fysiologiske parametre såsom blodgennemstrømning under træning, da de mangler et integreret hjerte til generere denne fysiologiske parameter. Effekten af brystet kompression i nuværende NPS kan derfor ikke vurderes på en fysiologisk niveau. For NPS fysiologiske vurdering af brystet komprimeringer, har en anatomisk realistisk kunstige hjerteklapper skal integreres i de nationale parlamenter. Forskning² viser endvidere, at en stigning i fysiske anatomiske troskab kan føre til en stigning i funktionelle troskab af NPS. Integrere en fysisk high-fidelity organsystem ville gavne både de funktionelle troskab af uddannelse og aktiverer fysiologiske performance vurdering.

En betydelig stigning i troskab af NPS kan opnås gennem 3D-printning. I medicin bruges 3D imaging og udskrivning for det meste til kirurgisk forberedelse og oprettelsen af implantater^3,4,5. For eksempel inden for kirurgisk simulation er organer produceret for at træne kirurger om at udføre kirurgiske procedurer⁶. Mulighederne for 3D udskrivning blevet ikke endnu flittigt anvendt i NPS. Kombinationen af 3D imaging og 3D udskrivning åbner mulighed for NPS at nå et højere niveau af fysisk troskab. Replikering af avancerede, fleksible, neonatal organer såsom hjertet bliver muligt på grund af den stadig bredere vifte af teknikker og materialer, der anvendes til 3D udskrivning⁷.

I dette papir detalje vi en protokol for at skabe en funktionel, kunstige neonatal hjerte ved hjælp af en kombination af MRI, 3D udskrivning og kolde sprøjtestøbning. Hjerte model i dette papir indeholder to forkamre, to ventrikler, fire funktionelle ventiler, og pulmonal og systemiske arterier og vener alle fremstillet af en enkelt silikone stemmer. Hjerte model kan fyldes med en væske, udstyret med sensorer og bruges som output parameter generator (dvs., blodtryk eller minutvolumen under brystet kompression og valve funktionalitet).

Protocol

Alle institutionelle godkendelser blev fremstillet før patienten billeddannelse.

1. billede erhvervelse og segmentering

1. Erhverve en thorax MR-scanning af en nyfødte i Digital Imaging og kommunikation i Medicine (DICOM) format. Fange hver skive af scanningen i den ventrikulære diastoliske fase af hjertet cyklus eller opnå en thorax Mr fra en obduktion.
   Bemærk: Et synligt klar definition af hjertemusklen, samt forkamre og hjertekamre, er afgørende.
2. Ved hjælp af behandling software (Se Tabel af materialer) import DICOM-fil af thorax Mr. Ved hjælp af menupunktet 'Redigere masker', Vælg området af hjertemusklen på hver Mr skive hvor hjertet er til stede. Forkamre og hjertekamre, i dette tilfælde kan være dækket så godt.
3. Opret en ny skitse lag og separat segmentere de to forkamre og to hjertekamre på samme måde som udvalg til hjertemusklen. Ikke segmentere de ventiler til stede mellem forkamre og hjertekamre og mellem hjertekamrene og arterier.
4. Render musklen og kamre i separate 3D repræsentationer ved hjælp af menuen 'Beregn 3D' element og eksportere dem som fem STereoLithography (.stl) filer ved hjælp af indstillinger for optimal opløsning ved hjælp af menupunktet 'STL +'.
5. Indlæse the.stl filer i CAD-software (Se Tabel af materialer). Brug menupunktet fix guiden til reparation the.stl filer til overlappende trekanter og dårlig kanter. Gem the.stl filer igen.
   Bemærk: Hvis ikke hjertet Mr er tilgængelige, overveje at bruge hjerte model bruges i denne protokol. Denne fil indeholder også særskilte hjertet ventilen modeller. Venligst klik her for at downloade filer.

2. behandling og mug udskrivning

1. Indlæse sæt forkamrene og hjertekamrene i en computer-aided design software (Se Tabel af materialer). Venligst klik her for at downloade filer.
   1. Fastlægge placeringen af aorta, pulmonal, mitral og tricuspid ventilen ved hjælp af den oprindelige MRI (figur 1).
2. Tilføj positive og negative støbeform halvdele af hver ventil til deres respektive position i den indlæste sæt af forkamre og hjertekamre ved at trække filen valve (opnået via ovenstående link) til den aktuelle fil aktivere funktionen 'Indsæt del'. Angiv placeringen af placering ved at klikke på placeringen af overfladen forkamre og hjertekamre.
   1. Presse bunden af positive og negative ventil ved hjælp af ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/base ' rager ind i deres respektive afdelinger og flette ventil dele til deres respektive afdeling.
      Bemærk: Mitralklap består af to semilunar dele, mens tricuspid, aorta, og pulmonal ventiler består af tre.
3. Føje filen pulmonal og aorta ventil til deres respektive ventrikel placering ved hjælp af fremgangsmåden i trin 2.2. Fra toppen af disse ventiler, skitse to overordnede cylindre af 5 mm diameter ved at klikke på den ' skitse fanen > cirkel ' følger en skitseret buet linje ved hjælp af den ' funktioner under fanen > feje boss/base "indtil cirkulære cylinder flader når den vandrette placering. Flette ventil dele til deres respektive hjertekamrene og arterier.
4. Fra bunden af hver af de fire kamre, samt de to hvælvede cylindre, tegne lodret cylindre af 5 mm diameter ved at klikke på den ' skitse fanen > cirkel ' element og presse dem til 40 mm i længden ved at klikke på den ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/base ' element. Lad hver cylinder rager ind i deres respektive afdeling.
   1. For at sikre afdelingerne positionering ved montering seks indre dele i formen, tilføje differential hak til seks cylindre (figur 2) ved at tegne halvcirkler oven på flasker: Klik på den ' skitse fanen > skitse cirkel ' menupunkt og brug den ' funktionen tab > cut/presse "menupunkt til at oprette forskellige dybde fordybninger.
      1. Trække deres figurer fra kamre og arterierne ved at vælge den fast legeme af kammeret og arterie, højreklikke og trykke på funktionen "kombinere" hvorefter indstillingen Subtraher kan vælges. Ikke flette disse dele. Gemme alle kamre og arterier separat.
5. Importere hjerte muskel model. Opveje de seks-cylinder base skitser ved at starte en ny skitse og vælge alle cylinder base skitser ved at holde 'shift'-tasten nede. Vælg derefter den ' skitse fanen > konvertere enheder menupunkt. Vælg den ' skitse fanen > offset enheders menupunkt for at opveje skitserne af 2 mm.
   1. Presse og flette disse skitser ved at klikke på den ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/bass' menupunkt med hjerte muskel model; Gentag for de overordnede cylindre. Flette disse cylindre med hjerte muskel model ved at klikke på den ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/bass' menupunkt.
      Bemærk: Sikre hjerte muskel model overfor af hjertets forkamre, over 2 mm afstand (figur 1). Ellers vil væggen briste, når du fjerner de indre forme.
6. Model en kube fra bunden af seks cylindre ned af første markedsføring et referenceplan ved at klikke på den ' funktioner under fanen > reference geometri > fly '. Efter dette, skal du klikke på den ' skitse fanen > square' menupunkt og skitse en firkant med en længde og bredde er 4 mm bredere end den bredeste del af hjertet muskler model.
   1. Presse det nedad med en tykkelse på 8 mm ved at klikke på den ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/base ' menu punkt, og flette det til bunden af seks cylindre mærkning menupunktet 'flette dele'. På de fire hjørner af bunden, tilsættes 4 mm terninger ved hjælp af samme metode.
7. Bruger en kvadratisk base som en skitse, presse for at dække hele hjerte model og trække alle andre dele af dette. Opdel den øverste del af sidesten rektanglet på den bredeste del af hjertet model. Førstepladsen et referenceplan på det ønskede højde ved hjælp af ' funktioner under fanen > reference geometri > fly. Efter denne, brug menupunktet ' Indsæt > forme > split' at vælge overfladen som split har at tage sted og objektet der kræver opdeling.
   1. Split sidesten rektanglet igen på den mest bekvemme skimmel frigive position ved hjælp af samme metode beskrevet taktfast 2.7 endnu i en lodret position. Skitse 4 mm kubik sockets i hjørnerne af de langsgående dele af mug og tilføje 4 mm kuber til hjørner af den øverste cover ved hjælp af den ' skitse fanen > square' og ' funktioner under fanen > ekstrudering boss/base ' menupunkter.
8. Skitse 50 cirkler af 1 mm i diameter der dækker toppen af modellens hele ydre mug og cut-presse disse gennem alle ydre forme. Også, presse flere 1 mm cylindre på topdækslet på de bredeste steder af hjertet muskler model. Cut-presse en enkelt 8 mm injektion hul fra topdækslet.
   1. Gemme alle fire ydre skimmel dele separat.
      Forsigtig: I alt, der skal være ti forme komponenter: bunden af formen, to ydre mug sidepaneler, én ydre skimmel topdækslet, to indvendige skimmel forkamre med ventil vedhæftede filer, to indvendige skimmel hjertekamrene med ventil vedhæftede filer, og en af hver aorta og pulmonal indre skimmel arterie med ventil vedhæftede filer.
9. Bruge en jetting printer til udskrivning med stive og gummi-lignende photopolymer materiale installeret
   (Se Tabel af materialer). Når du placerer delene til udskrivning på print sengen, sikre ventil negativer er alle trykte vender opad (vertikalt) (figur 3).
   1. Vælg udskriftsindstillinger til blank. For de fire kamre samt pulmonal og aorta skimmel vedhæftede filer, skal du vælge den fleksible S95 materiale; for de andre fire skimmel dele, skal du vælge den stive udskriftsmateriale.
10. Efter udskrivning skimmel dele, fjerne support materialet bygget under udskrivning af frem (Se Tabel af materialer). Efter rengøring mold dele, skal du placere delene i en 5% natriumhydroxidopløsning til 24 h. Efter fjerner delene af løsningen, skyl dem med koldt vand og lad tørre i 48 h før støbning.

3. kolde sprøjtestøbning og efterbehandling

1. Spray alle overflader af alle mug dele med en release agent (Se Tabel af materialer), undtagen ventiler og aftørre ren med silkepapir. Lad det tørre i 15 min.
   1. Luk bunden af formen og to sidepaneler, og Placer den oven på to afstandsstykker, så bunden af formen ikke er i direkte kontakt med bordpladen. Forberede silikone ved at indsætte en silikone patron til manuel dispensering pistol (Se Tabel af materialer).
2. Der tilsættes 5 mL af silikone presses fra udlevering pistol i en måling cup og bland med en tandstikker. Med en tandstikker, anvende en generøs mængde af smeltet silikone til den negative og positive side af højre atrier og ventrikel ventiler. Sørg for der er ingen luftbobler fanget i silikone (figur 4).
   1. Forbind de to kamre i den højre ventil vinkel, og skubbe dem ind på deres respektive cylindre af base mug. Gentag dette for venstre side. Endelig lægger pulmonal og aorta hvælvede flaskerne på samme måde. Forlade disse ventiler størkne for 2 min, og derefter vedhæfte den øverste del af formen.
3. Lægger en statisk mixer til patronen, squeeze indtil silikone er spændende dysen, derefter frigive trykket. Holdning hele formen på to afstandsstykker (figur 5), indsætte pistolen i 8-mm injektion molding socket, og klem med lavt tryk i løbet af 3 min indtil alle lufthuller viser tegn på silikone overløb.
   1. Stoppe indsprøjte silikone på dette tidspunkt, fjerne mixeren og placere mug på bordpladen, så alle bunden luft ventilationsaabninger er forseglet, og ingen mere silikone kan flyde fra bunden af formen. Forlade silikone størkne i 30 min.
4. Åbn den øverste del af formen af nysgerrige og løfte en metal spacer ned i revnen mellem den øverste og nederste del af formen. Fjern side delene af formen ved hjælp af samme metode at fjerne én side ad gangen.
   Bemærk: Sørg for ikke at punktere hjertet væggen, når du indsætter spacer.
   1. Opdage eventuelle luftbobler ved hjertet udvendig efter at slippe de tre ydre skimmel komponenter (figur 6). Bruger en skalpel til at gennembore boblen og fylde det med en lille mængde silikone ved hjælp af en tandstik, så lad hærde i en anden 30 min.
5. Bruge trykluft (Se Tabel af materialer) at blæse hjerte model fra bunden af formen forlader de seks indre forme i hjertet model. Sørg for at fast vedlægge hjerte model med den ene hånd at forhindre luft sprænges hjertet væggen.
   1. Bruge en sprøjte med vand til at fylde og presse de venstre og højre hjertekamrene til at frigive de indre forme. Efter dette skal du bruge en Magill pincet (Se Tabel af materialer) at få fat og trække ud disse indre to mug dele. Gentag denne proces for pulmonal og aorta arterierne og endelig til at fjerne de højre og venstre forkamre indre forme.
      Bemærk: Sørg for positionering af pincet ikke komprimere ventil segment når klemme trykket er anvendt; det vil ødelægge den trykte ventil.
6. Binde de to rør fører direkte nedad fra hjertekamrene i bunden af hjertet model ved hjælp af slips wraps og fjerne adgang luft aftræk strenge ved plukning dem på hjerte væg overflade.

Representative Results

Denne undersøgelse beskriver en metode til at oprette en anatomisk realistisk neonatal hjerte model kombinerer Mr imaging, 3D udskrivning og kolde sprøjtestøbning. Ductus arteriosus samt foramen ovale indgik ikke i hjertet model præsenteres i dette dokument. Metoden i dette papir kan også anvendes til andre indre organer, såsom lungerne og brystkassen strukturer. Brystkassen strukturer kræver ingen forme og kan udskrives direkte ved hjælp af fleksible materialer. I (figur 7) skildrer vi flere af disse eksempler. Ved hjælp af hjerte model sammen med disse andre kunstige kropsdele skaber en komplet thorax replika til brug som en uddannelse værktøj eller test platform for non-invasiv samt invasive kliniske interventioner.

Udfordring at genskabe en komplet og anatomisk realistisk model ligger med det faktum, at fire kamre, samt ventiler, skal være støbt som én del. Hvis separate dele skulle være støbt og på et senere tidspunkt limet sammen, bevares mindre anatomiske nøjagtighed. Derudover kan limning segmenter sammen ved hjælp af silikone materiale forårsage potentielle brud, når du bruger hjertet model under kompression.

Opløsning af 3D udskrivning indviklede dele (figur 1) er afgørende for realiseringen af små organiske komponenter såsom hjerte system. Fordi detaljerne i disse modeller kamre og ventiler bestemmer funktionaliteten af den endelige model, vil derefter med højere opløsning af print, der være højere opløsning af det endelige produkt. Dette er især tilfældet med ventilerne bliver en integreret del af mug. Hvis disse indre mug dele ikke udskrives står over for en direkte vertikal position, vil delikat ventilerne bryde under renseprocessen, hvilket vil resultere i misshaped ventiler efter støbning.

Rengøring af de udskrevne dele bør ske ved hjælp af en opløsning af natriumhydroxid og venstre til at tørre i 48 timer bagefter. Ellers vil sidesten støttemateriale hæmme silikone fra hærdning, hvilket vil resultere i mislykkede ventil kaster samt en ekstremt tarvelig ydersiden af hjertet model.

Brug af meget fleksible indre mold materialer ved hjælp af 3D udskrivning tilbyder mulighed for at skabe økologiske og komplekse strukturer til at blive frigivet fra den endelige støbt del (figur 4). Hvis disse indre mug dele trykkes i solide materialer, ville blive ødelagt hjerte model del, når du fjerner de inderste kamre.

Figur 1: den færdige Mr model. Modellen skal indeholde de følgende fem legemer: hjerte væg, højre og venstre forkamre og venstre og højre hjertekammer. Gulvafslibning disse dele er afgørende for en høj kvalitet udskrivning og efterfølgende high-detaljerede støbt af hjerte model. Noter af positionering af hjerteklapperne skal bruges til reference i redigering hjerte model i CAD-software. Også, pladsen mellem forkamre og hjertet væg bør være mindst 2 mm til at forhindre brud af disse mure, når du fjerner de indre forme.

Figur 2: tilføje sockets for at fiksere de indre mug dele er afgørende for positionering. Uden disse, de indre forme vil glide, og ventilerne bliver en garanteret div. Udlæg i stikkontakter i negative ventil delene er også afgørende for at minimere de indre mug fiksering punkter, giver et minimum af forstyrrelser for anatomi af modellen.

Figur 3: når du udskriver formene, hjertet ventil dele skal altid udskrives står over for en opadgående position i blank tilstand for at sikre præcis geometri. Dette forhindrer også støttemateriale fra tilstopning af hulrum i ventilen, som kan forstyrre geometri efter renseprocessen er fuldført.

Figur 4: tilføje silikone med ventiler før kolde sprøjtestøbning resten af modellen er afgørende. Montering af ventiler og anvende silikone for hver ventil separat er afgørende for at forhindre luft fastklemning, som ville gøre den valve funktionalitet ubrugelig. På grund af de ekstremt smalle kanaler mellem ventil halvdele, samt manglen på luft ventilationskanaler i disse steder er det ellers umuligt for silikone at nå helhed af alle semilunarklapperne under kolde sprøjtestøbning.

Figur 5: montere formen på spacere til luft ventilationsaabninger kan fungere under støbeprocessen. Mens en person holder formen på plads, samt tæller minutter til trykstøbning proces, skal andet langsomt og støt tilføre silikone formen ved hjælp af ejector pistol. Jo lavere hastigheden hvormed silikone sprøjtes ind i formen, den mindre luft entrapment vil være til stede i den endelige hjerte model.

Figur 6: efter at frigive de top og side dele af mug, inspicere hjerte for nogen luft entrapments. Disse entrapments bør punkteret og fyldt med silikone med en tandstikker og venstre til at hærde for en anden 30 min før de sidste faser af demolding udføres.

Figur 7: desuden modelleret og trykte lunge mug (efter dette manuskript protokol) og brystkassen (trykt i termoplastisk polyuretan (TPU)). Disse modeller aktiverer replikation af en fuldstændig neonatal thorax model til brug under træning af klinikere inden for anatomi, kirurgi, eller at visualisere virkningerne af brystet kompression på neonatal brystkassen. De organer, der er fremstillet ved hjælp af metoden beskrevet i denne hvidbog har en perfekt anatomiske pasform med hinanden, da de alle er baseret på den samme MR-scanning.

Discussion

For modellen udviklet i denne undersøgelse, identificeret vi som sprøjtestøbning over en periode på 3-min er påkrævet for at forhindre luft ind støbt (figur 5, figur 6). For at sikre, at silikone når de smalle rum af ventiler, er "før støbning" eller "belægning" af områderne ventil i formen afgørende. Da de indre forme, forme hjertekamre nødt til at afslutte de endelige silikone kastede gennem 5 mm åbninger, multi materielle 3D udskrivning for forme er nødvendig for at oprette en enkelt støbt hjerte model (figur 4). Vi sænkede hårdhed af dele af den indre mug flere gange og til sidst brugt indstillingen S95 materiale. Hårdere materialer vil gøre silikone model rive grund af skarpe kanter af ventilerne rendering den resulterende hjerte model ikke-funktionel. Ved at bruge flere siliconer med forskellige hærdning gange, fandtes brug af hurtig hærdning silikone for at være påkrævet på grund af den ellers udstrømning af materiale under hærdning gennem de mange lufthuller i skimmel design.

Begrænsningerne af den teknik, der er beskrevet i dette håndskrift er at produktionsmetoden er tidskrævende, og kræver mange proprietære materialer resulterer i en forholdsvis kostbar produktionsproces. En anden begrænsning er adgang til høj opløsning Mr scanninger nødvendige for at bevare anatomiske korrekthed (figur 1) under segmentering. Skimmel design kræver også betydelige CAD færdighed (figur 2) til at konstruere og gennemføre neonatal hjerteklapperne. En yderligere begrænsning af brug af de kardiale modeller beskrevet i denne hvidbog er der ifølge forskning af Cohrs et al. ⁹, modellerne vil kun vare omkring 3.000 kompression cyklusser før rive begynder at opstå, som ville kræve en kontinuerlig produktion af hjertet modeller. Imidlertid vurderer vi, at modellen præsenteres i dette dokument vil overleve dette nummer som det anvendte materiale har en højere brudforlængelse indtil pausen parameter og komprimering pres udøves på modellen er lavere. Selv om teknikken beskrevet i denne hvidbog sigter mod at producere neonatal attrappen simulator dele, meget få papirer² understøtter brugen af disse meget detaljerede modeller i simulatorer endnu.

Betydningen af denne metode vedrørende eksisterende metoder⁹ for at skabe funktionelle 3-dimensionelle modeller af hjertet er, at denne metode anatomisk kan efterligne menneskers hjerter ved hjælp af en enkelt blødt materiale til støbning. Undersøgelsen af silikone materialer efterligne blødt væv¹⁰ viser potentiale til at efterligne muskelvæv, som kunne til sidst integreres i hjertet model realisere hjerteslag. Dette, til gengæld kan aktivere undersøgelse af hjertemuskulaturen adfærd under unormale omstændigheder, som crash test. Desuden, for oprettelse af modeller med dette niveau af økologisk kompleksitet, denne metode giver en erstatning for den tabte voks modellering metode. Hvor i tabte voks støbning indre formene er altid tabt skaber den model, ved hjælp af metoden beskrevet i denne hvidbog, er dette ikke tilfældet. Dette kan resultere i en nedsat pris på oprettelse af modeller af lignende kompleksiteter.

Væsentlige punkter for at skabe et hjerte model er for det første en præcis segmentering af hjertet ved hjælp af en høj opløsning thorax Mr. Den præcise segmentering sikrer hjertet væggen, kamre, og deres placering er fanget så nøjagtigt som muligt, hvilket resulterer i en detaljeret 3D print. For det andet, en detaljeret og præcis montering af ventil dele og udgangssteder under den efterbehandling procedure skal sikres for at producere fungerende ventiler efter støbning. For det tredje, ved hjælp af blødere materialer i de indre forme 3D udskrivningsprocessen er obligatorisk for deres senere fjernelse uden at rive de sarte ventiler eller resten af silikone hjerte model fra hinanden. Endelig er casting ventilerne og resterende hjerte model i to faser forpligtet til at garantere intakt semilunar ventil dele i modellen. Når du fjerner de indre forme, en delikat trække disse dele er forpligtet til at forhindre skadelige ventil strukturer.

De fremtidige anvendelser af hjertet modeller produceret ved hjælp af denne metode sigte på integration i neonatal uddannelse attrapper. Denne model, kombineret med integration af sensorer kan give klinikere med cardiac output og blodtryk data på grund af brystet komprimeringer, som vist i foregående forskning⁸. For det andet kunne det bruges som en potentiel in vitro- hjerte-kar-testbed til at teste nye mikro sensorer¹¹ på deres overensstemmelse med bevægelige betingelser i et bankende hjerte. Bevægelse, i dette tilfælde kan gennemføres ved hjælp af nye kunstige muskel væv¹². Endelig kan hjerte model være let tilpasses til at optage forskellige medfødte misdannelser som patent ductus arteriosus eller Ventrikulær septal mangler at undersøge disse uregelmæssigheder i en in vitro- indstilling. Endelig, det også kan bruges som en kirurgisk uddannelsesmodel praksis operation procedurer af disse uregelmæssigheder i nyfødte.

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.