Anatomiskt realistiska Neonatal hjärtat modell för användning i Neonatal patienten simulatorer

Summary

Det här protokollet beskriver en procedur för att skapa funktionella konstgjort neonatal hjärta modeller genom att utnyttja en kombination av magnetisk resonanstomografi, 3D printing och formsprutning. Syftet med dessa modeller är för integrering i nästa generation av neonatal patienten simulatorer och som ett verktyg för fysiologiska och anatomiska studier.

Abstract

Neonatal patienten simulatorer (NPS) är artificiella patienten surrogat som används i samband med medicinsk simulering utbildning. Neonatalmedicin och vårdpersonalen öva kliniska interventioner såsom bröstkompressioner att säkerställa patientens överlevnad vid bradykardi eller hjärtstillestånd. Simulatorerna används för närvarande är låg fysisk funktionsnedsättning och därför inte kan ge kvalitativ inblick i förfarandet för bröstkompressioner. För inbäddning av en anatomiskt realistiska hjärtat modell i framtiden simulatorer möjliggör upptäckt av hjärtminutvolym som genereras under bröstkompressioner; Detta kan ge läkare en utdataparameter, som kan fördjupa förståelsen för effekten av kompressioner i förhållande till mängden blodflödet genereras. Innan denna övervakning kan uppnås, en anatomiskt realistiska hjärtat modell måste skapas som innehåller: två atria, två ventriklarna, fyra hjärtklaffar, pulmonell vener och artärer, och systemiska vener och artärer. Det här protokollet beskriver förfarandet för att skapa en sådan funktionell konstgjort neonatal hjärta modell genom att använda en kombination av magnetisk resonanstomografi (MRT), 3D printing och gjutning i form av kalla formsprutning. Med den här metoden med flexibel 3D tryckta inre formar i injektion gjutning process kan en anatomiskt realistiska hjärtat modell erhållas.

Introduction

Varje år miljontals nyfödda är upptagna till neonatala intensivvårdsavdelningar (NICU). I NICUs, de flesta nödsituationer avser problem i luftvägar, andning och cirkulation (ABC) och kräver insatser såsom bröstkompressioner. NPS har värdefulla undervisning och träningsverktyg att öva sådana ingripanden. För vissa NPS, kan inbyggda sensorer upptäcka om prestanda uppfyller rekommenderade kliniska riktlinjer¹ för djup och hastighet av bröstkompressioner. Adherencen till riktlinjer kan användas för att beräkna och kvantifiera prestanda, och i detta avseende sådana toppmoderna NPS kan ses som ett konkret och vita rutan mått för prestationsutvärdering.

Följsamhet till rekommenderade riktlinjer syftar till att förbättra patientens fysiologi. Exempelvis levereras bröstkompressioner med syftet att generera adekvat blodflöde i cirkulationssystemet. Nuvarande HiFi NPS (t.ex., PremieAnne (Laerdal, Stavanger, Norge) och Paul (SIMCharacters, Wien, Österrike)), inte innehåller några sensorer för att mäta fysiologiska parametrar såsom blodflödet under träning eftersom de saknar ett integrerat hjärta till generera denna fysiologiska parameter. Effekten av bröstkompressioner i nuvarande NPS kan därför inte bedömas på fysiologisk nivå. För NPS möjliggör fysiologisk bedömning bröstkompressioner, har ett anatomiskt realistiska konstgjort hjärta skall integreras i de nationella parlamenten. Dessutom visar forskning² att en ökning av fysisk anatomiska trohet kan leda till en ökning av funktionella trohet av NPS. Att integrera ett fysiskt HiFi-organsystem skulle gynna både funktionella trohet av utbildning och aktivera fysiologiska resultatbedömning.

En betydande ökning av trohet i NPS kan uppnås genom 3D-utskrifter. I medicin används 3D imaging och utskrift mestadels för kirurgisk beredning och skapandet av implantat^3,4,5. I fältet av kirurgisk simulering tillverkas exempelvis organ för att utbilda kirurger utför kirurgiska ingrepp⁶. Möjligheter för 3D-utskrift har inte ännu i stor utsträckning tillämpats i NPS. Kombinationen av 3D imaging och 3D printing öppnar möjligheten för NPS att nå en högre nivå av fysisk trohet. Replikering av sofistikerade, flexibel, neonatal organ såsom hjärtat blir möjligt tack vare det allt bredare utbudet av tekniker och material som används för 3D utskrift⁷.

I detta papper detalj vi ett protokoll för att skapa ett funktionellt, konstgjorda neonatal hjärta med en kombination av MRI, 3D printing och kalla formsprutning. Hjärtat modellen i detta papper innehåller två atria, två ventriklarna, fyra funktionella ventiler, och pulmonell och systemisk artärer och vener alla produceras från en enda silikon rösterna. Hjärtat modellen kan vara fylld med en vätska, utrustad med sensorer och används som utgång parametern generator (dvs, blodtryck eller hjärtminutvolym under bröstkompressioner och ventil funktionalitet).

Protocol

Alla institutionella godkännanden erhölls innan patienten imaging.

1. bild förvärv och segmentering

1. Förvärva en bröstkorg MRI-skanning av en nyfödda i Digital Imaging and Communications i medicin (DICOM) format. Fånga varje bit av genomsökningen i ventrikulära diastoliskt scenen av hjärtat cykeln eller skaffa en bröstkorg MRT från en obduktion.
   Obs: En synbart klar definition av hjärtmuskeln, samt förmak och kammare, är viktigt.
2. Använda programvara (se Tabell för material) importera DICOM filen av bröstkorg MRI. Använda alternativet 'Redigera masker', markera del av hjärtmuskeln på varje MRI-skiva där hjärtat finns. Förmak och kammare, i detta fall kan täckas samt.
3. Skapa en ny skiss lager och separat segmentera de två förmak och två kammare på samma sätt som valet för hjärtmuskeln. Inte segmentera ventilerna finns mellan förmak och kammare, och mellan kamrarna och artärerna.
4. Återge muskeln och chambers in separat 3D representationer 'Beräkna 3D' menyn objekt och exportera dem som fem Stereolitografi (.stl) filer med optimal upplösningsinställningarna genom att använda menyalternativet 'STL +'.
5. Ladda the.stl filer till den CAD-programmet (se Tabell för material). Använd menyalternativet fix guiden reparera the.stl filer för överlappande trianglar och dåliga kanter. Spara the.stl filer igen.
   Obs: Om inget hjärta MRI är tillgänglig, överväga att använda den hjärta-modell som används i detta protokoll. Den här filen innehåller också separat hjärtat ventil modeller. Vänligen klicka här för att ladda ner filer.

2. behandling och mögel utskrift

1. Läsa in en uppsättning atria och ventriklar i en datorstödd design-programvara (se Tabell för material). Vänligen klicka här för att ladda ner filer.
   1. Bestämma position av aorta, pulmonell, mitral och tricuspid ventilerna använder ursprungliga MRI (figur 1).
2. Lägg till de positiva och negativa mögel halvorna av varje ventil till sin respektive position i laddade uppsättningen av atria och ventriklar genom att dra filen ventil (erhålls genom länken ovan) till den aktuella filen aktivera funktionen 'insert del'. Ange positionen för placering genom att klicka på platsen för ytan av förmaken eller kamrarna.
   1. Extrudera basen av den positiva och negativa ventil med ' funktioner fliken > extrudering boss/base ' sticker ut i sina respektive kamrar och slå samman de ventil delarna till deras respektive kammare.
      Obs: Mitralisklaffstenos består av två HALVMÅNFORMIG delar, medan trikuspidal, aorta, och pulmonell ventiler består av tre.
3. Lägga till filen pulmonell och aortic valve deras respektive ventrikeln plats med hjälp av det förfarande som beskrivs i steg 2.2. Från toppen av dessa ventiler, skissa två övergripande cylindrar med 5 mm diameter genom att klicka på den ' skiss fliken > cirkel ' efter en skissade välvda med den ' funktioner fliken > sopa boss/base ' tills båda cirkulär cylinder ytorna når den horisontella positionen. Sammanfoga ventildelar till sina respektive kamrarna och artärerna.
4. Från basen av varje av de fyra kamrarna, liksom två välvda cylindrarna, rita vertikala cylindrar med 5 mm diameter genom att klicka i ' skiss fliken > cirkel ' post och pressa dem till 40 mm i längd genom att klicka på den ' funktioner fliken > extrudera boss/base ' objekt. Låt varje cylinder som sticker ut i deras respektive kammare.
   1. För att säkerställa kamrarna positionering vid montering av de sex inre delarna i mögel, lägga till differential skårorna i de sex cylindrarna (figur 2) genom att skissa halvcirklar ovanpå cylindrarna: Klicka på den ' skiss fliken > skissa cirkel ' menyalternativ och använda den ' funktionsflik > cut/pressa ' menyalternativet skapa olika djup intryckningar.
      1. Subtrahera sina former från kamrarna och artärerna genom att välja fast kroppen av kammaren och artär, rätt klickande och trycka på 'kombinera' funktionen varefter subtrahera inställningen kan väljas. Inte att slå samman dessa delar. Spara alla kamrarna och artärerna separat.
5. Importera hjärtat muskler modellen. Kompensera de sexcylindriga bas skisserna genom att starta en ny skiss och välja alla cylinder bas skisser genom att hålla ned ”shift”-tangenten. Markera den ' skiss fliken > Konvertera enheter menyalternativet. Välj den ' skiss fliken > kompensera enheternas menyalternativ för att kompensera skisser av 2 mm.
   1. Extrudering och sammanfoga dessa skisser genom att klicka på ' funktioner fliken > extrudera boss/bass' menyalternativ med hjärtat muskler modellen; Upprepa för de övergripande cylindrarna. Sammanfoga dessa cylindrar med hjärtat muskler modellen genom att klicka på ' funktioner fliken > extrudering boss/bass' menyalternativet.
      Anmärkning: Se till att hjärtat muskler modellen mittemot av förmaken är över 2 mm avstånd (figur 1). Väggen kommer annars brista när du tar bort inre formarna.
6. Modellera en kub från basen av de sex cylindrarna ner genom första att placera ett referensplan genom att klicka på den ' funktioner fliken > hänvisa geometri > plan '. Efter detta, klicka på ' skiss fliken > torget ' menyalternativ och skiss ett torg med en längd och bredd är 4 mm bredare än den bredaste delen av hjärtat muskler modellen.
   1. Extrudera detta nedåt med en tjocklek på 8 mm genom att klicka på ' funktioner fliken > extrudera boss/base ' menyn objekt och koppla detta till basen av de sex cylindrarna märkning menyalternativet 'sammanfoga delar'. På de fyra hörnen av basen, lägga till 4 mm kuber med samma metod.
7. Med fyrkantig bas som en skiss, extrudera den för att täcka hela hjärtat modellen och subtrahera alla andra delar av detta. Dela upp den övre delen av överblivna rektangeln vid den bredaste delen av hjärtat modellen. Första plats ett referensplan på önskad höjd med den ' funktioner fliken > hänvisa geometri > plan. Efter detta använder du menyobjektet ' Infoga > formar > split' Markera ytan som har delningen skall ske och objektet som kräver uppdelning.
   1. Dela upp den överblivna rektangeln igen på den lämpligaste mögel release position med hjälp av samma metod som beskrivs i steg 2,7 ännu i vertikal position. Skiss 4 mm cubic sockets i hörnen av de längsgående delarna av mögel och lägga till 4 mm kuber i hörnen av den övre luckan med den ' skiss fliken > torget ' och ' funktioner fliken > extrudering boss/base ' menyalternativ.
8. Skiss 50 cirklar av 1 mm i diameter som täcker toppen av hela yttre mögel modellen och cut-pressa dessa genom alla yttre formar. Också, extrudera flera 1 mm cylindrar på sidan av den övre luckan på bredaste platser av hjärtat muskler modellen. Cut-extrudera ett enda 8 mm injektion hål från den övre luckan.
   1. Spara alla fyra yttre mögel delar separat.
      FÖRSIKTIGHET: Totalt, det bör finnas tio mögel komponenter: basen av mögel, två yttre mögel sidopaneler, en yttre mögel övre luckan, två inre mögel atria med ventil bilagor, två inre mögel ventriklar med ventil bilagor, och en av varje aorta och pulmonell inre mögel artär med ventil bilagor.
9. Använd en jetting skrivare för utskrift med stela och gummiliknande fotopolymer material installerat
   (se Tabell för material). När du placerar delarna för utskrift på utskriften sängen, säkerställa ventil negativen är alla tryckta uppåt (vertikalt) (figur 3).
   1. Välja utskriftsinställningar för glansigt. För de fyra kamrarna samt lung- och aorta mögel bilagor, Välj flexibel S95 materialet; för övriga fyra mögel delar, Välj den styva utskriftsmaterial.
10. Efter utskrift mögel delar, ta bort det stödmaterial som byggts upp under utskrift av waterjet (se Tabell för material). Efter rengöring av mögel delar, Lägg delarna i en 5% natriumhydroxidlösning för 24 h. När delarna ur lösningen, skölj dem med kallt vatten och låt torka i 48 h före gjutning.

3. kalla formsprutning och efterbehandling

1. Spraya alla ytor av alla mögel delar med ett släppmedel (se Tabell för material), utom ventiler och torka rent med mjukpapper. Låt torka i 15 min.
   1. Nära basen av mögel och två sidopaneler och placera ovanpå två distanser, så basen av mögel inte är i direkt kontakt med bordsytan. Förbereda silikon genom att infoga en silikon-patron i manuell dispensering pistol (se Tabell för material).
2. Tillsätt 5 mL silikon pressas från tubens vapnet till en mätning cup och blanda med hjälp av en tandpetare. Använda en tandpetare, applicera en generös mängd av smält silikon att den negativa och positiva sidan av höger förmak och kammare ventiler. Kontrollera att det finns inga luftbubblor anhållna i silikon (figur 4).
   1. Anslut de två kamrarna i rätt ventil vinkel och skjut dem på deras respektive cylindrar av bas mögel. Upprepa detta för vänster sida. Slutligen fäst pulmonell och aorta välvda cylindrarna på samma sätt. Lämna dessa ventiler att stelna i 2 min, sedan fästa den övre delen av mögel.
3. Bifoga en statisk mixer till patron, pressa tills silikonet är spännande munstycket och sedan släpp trycket. Ställning hela formen på två distanser (figur 5), in pistolen i 8-mm injektion gjutning socket, och squeeze med lågt tryck under loppet av 3 min tills alla luftventilerna visar tecken på silikon overflow.
   1. Sluta injicera silikon på denna punkt, ta bort mixern och placera mögel på bordsytan så att alla botten luftventiler förseglas, och ingen mer silikon kan flöda från botten av formen. Låt silikonet stelna i 30 min.
4. Öppna den övre delen av mögel genom att bända och lyfta distanshylsa metall i sprickan mellan den övre och nedre delen av mögel. Ta bort den sida delen av mögel med samma metod, ta bort en sida i taget.
   Obs: Se till att inte punktera hjärtväggen när du sätter distansen.
   1. Upptäcka eventuella luftbubblor på hjärtat exteriören efter att ha släppt tre yttre mögel komponenterna (figur 6). Använda en skalpell att punktera bubblan och fyll den med en liten mängd silikon med hjälp av en tandpetare och sedan lämna för att bota för en annan 30 min.
5. Använd tryckluft (se Tabell för material) för att blåsa hjärtat modellen av basen av mögel lämnar sex inre formarna i hjärtat modellen. Se till att stadigt omsluter hjärtat modellen med en hand att förhindra att luft spricker hjärtväggen.
   1. Använd en spruta med vatten för att fylla och trycksätta vänster och höger ventriklarna att släppa inre formarna. Efter detta använder du en Magill pincett (se Tabell för material) att ta tag och dra ut dessa inre två mögel delar. Upprepa denna process för pulmonell och aorta artärerna och slutligen för att ta bort vänster och höger förmak inre formarna.
      Kontrollera placeringen av tången inte komprimeras segmentet ventilen när klämman trycket appliceras; Det kommer att förstöra tryckta ventilen.
6. Binder de två rören som leder direkt ned från ventriklarna vid basen av hjärtat modellen använder slips wraps och ta bort åtkomst air vent strängar genom att plocka dem på hjärtat väggytan.

Representative Results

Denna studie beskriver en metod för att skapa en anatomiskt realistiska neonatal hjärtat modell kombinerar Mr imaging, 3D printing och kalla formsprutning. Den ductus arteriosus liksom foramen ovale ingick inte i hjärtat modellen presenteras i denna uppsats. Den metod som beskrivs i detta dokument kan också tillämpas på andra inre organ, som lungorna och bröstkorgen strukturer. Bröstkorgen strukturer kräver inga formar och kan skrivas ut direkt med hjälp av flexibla material. I (figur 7) skildrar vi flera av dessa exempel. Med hjälp av hjärtat modellen i samband med dessa andra konstgjorda kroppsdelar skapar en komplett bröstkorg replik att använda som ett utbildningsverktyg eller testning plattform för icke-invasiv samt invasiv kliniska interventioner.

Utmaningen för att återskapa en komplett och anatomiskt realistiska modell ligger med det faktum att fyra kamrar, liksom ventiler, måste gjutas som en del. Om separata delar skulle kastas och i ett senare skede limmas ihop, kommer mindre anatomiska noggrannhet att behållas. Dessutom kan limning segment tillsammans med silikonmaterial orsaka potentiella spricker när du använder hjärtat modellen under kompressioner.

Upplösningen för 3D utskrift intrikata delar (figur 1) är nödvändigt för förverkligandet av små organiska komponenter såsom systemets hjärta. Eftersom detaljerna i dessa modellers chambers och ventiler bestämmer funktionen hos den slutliga modellen, då blir med högre upplösning på tryck, det högre upplösning av den slutliga produkten. Detta är särskilt fallet med ventilerna blir en integrerad del av mögel. Om dessa inre mögel delar inte skrivs ut inför direkt vertikal position, kommer att delikat ventilerna bryta under rengöringsprocessen vilket resulterar i onormal ventiler efter gjutning.

Rengöring av tryckta delar bör göras med en lösning av natriumhydroxid och vänster torka i 48 h efteråt. Annars kommer den överblivna stödmaterial hämmar silikon från härdning, vilket resulterar i misslyckade ventil avgjutningar samt en extremt tacky utsida av hjärtat modellen.

Användning av mycket flexibel inre mögel material använder 3D utskrift erbjuder möjligheten att skapa ekologiska och komplexa strukturer för att släppas från den slutliga gjutna delen (figur 4). Om dessa inre mögel delar skulle skrivas i fasta material, skulle å hjärtat modell förstöras när du tar bort de inre kamrarna.

Figur 1: den färdiga MRI modellen. Modellen bör innehålla följande fem fasta ämnen: hjärta vägg, vänster och höger förmak och höger och vänster kammare. Jämna ut dessa delar är avgörande för en hög kvalitet utskrift och därefter kick-detaljerad gjutna av hjärtat modellen. Noter av placeringen av hjärtklaffarna ska användas som referens i redigering hjärtat modellen i CAD-program. Även utrymmet mellan atria och hjärtat väggen bör vara minst 2 mm att förhindra spricker av dessa väggar när du tar bort inre formarna.

Figur 2: lägga till sockets för att fixera de inre mögel delarna är avgörande för positionering. Utan dessa, inre formarna kommer att glida, och ventilerna blir en garanterad miscast. Fastsättning av sockets i de negativa ventildelar är också viktigt för att minimera de inre mögel fästpunkterna, som ger minsta möjliga störning av anatomin av modellen.

Figur 3: när du skriver ut formarna, hjärtat ventildelar alltid ska skrivas inför en uppåtgående position i glansigt läge för att garantera korrekt geometri. Detta förhindrar också stödmaterial från igensättning upp hålrum av ventilen, som kan störa geometri efter reningsprocessen är klar.

Figur 4: att lägga silikon till ventilerna innan kalla formsprutning resten av modellen är avgörande. Montering på ventiler och tillämpa silikon för varje ventil separat är avgörande för att förhindra luftinneslutning, som skulle göra ventilens funktioner värdelös. På grund av de extremt smala kanalerna mellan ventilen halvorna, liksom avsaknaden av luftventiler på dessa platser är det annars omöjligt för silikon att nå helheten av alla semilunar ventiler under kalla formsprutning.

Figur 5: montera mögel på distanser att luftventilerna kan fungera under gjutprocessen. Medan en person håller formen på plats, samt räknar minuterna i gjutprocessen, bör andra långsamt och stadigt injicera silikon mögel med ejektor pistolen. Lägre hastighet där silikon injiceras in i formen, den mindre luftinneslutning kommer närvara i den slutliga hjärta modellen.

Figur 6: efter att ha släppt de topp och sida delarna av mögel, inspektera hjärtat för någon luft entrapments. Dessa entrapments bör punkteras och fylld med silikon använda en tandpetare och vänster att bota för en annan 30 min innan de sista stadierna av demolding utförs.

Figur 7: de dessutom modellerade och tryckta lung mögel (efter detta manuskript protokoll) och bröstkorgen (tryckt i termoplastisk polyuretan (TPU)). Dessa modeller aktivera replikering av en komplett neonatal bröstkorg modell för användning under träning av kliniker inom anatomi, kirurgi, eller att visualisera effekterna av bröstkompressioner på neonatal bröstkorgen. De organ som produceras med hjälp av den metod som beskrivs i detta dokument har en perfekt anatomisk passform med varandra eftersom de alla är baserade på samma MRI scan.

Discussion

För den modell som utvecklats i denna studie, identifierat vi som formsprutning under en 3-minuters period krävs för att förhindra att luft kommer in i rollistan (figur 5, figur 6). För att säkerställa att silikon når de trånga utrymmena av ventilerna, är ”före gjutning” eller ”beläggning” ventil områden i formen viktigt. Eftersom inre formarna forma hjärtats kammare måste avsluta den sista silikon kasta genom 5 mm öppningar, behövs multimaterial 3D utskrift för formar att skapa en enda cast hjärtat modell (figur 4). Vi sänkte hårdheten av delar av inre formen flera gånger och så småningom används inställningen S95 material. Hårdare material kommer att göra silikon modell Riva på grund av skarpa kanter av ventilerna rendering resulterande hjärtat modellen icke-funktionella. Genom att använda flera silikoner med olika torktider, befanns användningen av snabb bota silikon krävas på grund av annars utflödet av material under härdningen genom många luftventilerna i mögel design.

Begränsningarna av den teknik som beskrivs i detta manuskript är att produktionsmetoden är tidskrävande och kräver många proprietära material vilket resulterar i en relativt kostsam process. En annan begränsning är tillgång till högupplösta Magnettomografi nödvändigt för att behålla anatomisk korrekthet (figur 1) under segmentering. Också, den mögel designen kräver betydande CAD skicklighet (figur 2) för att bygga och implementera neonatal hjärtklaffarna. En ytterligare begränsning av hjärt modeller beskrivs i denna uppsats är att enligt forskning av Cohrs o.a. ⁹, modellerna endast varar runt 3 000 komprimering cykler innan slita starter förekommer, vilket skulle kräva en kontinuerlig produktion av hjärtat modeller. Vi uppskattar dock att den presenterade modellen i denna uppsats kommer att överleva detta nummer eftersom det material som används har en högre töjning tills paus parametern och komprimering påtryckningar utövas på modellen är lägre. Även om tekniken beskrivs i detta dokument syftar till att framställa neonatal dockans simulator delar, mycket få papper² stöder användningen av sådana mycket detaljerade modeller i simulatorer ännu.

Betydelsen av denna metod om befintliga metoder⁹ för att skapa funktionella 3-dimensionella modeller av hjärtat är att denna metod anatomiskt kan härma mänskliga hjärtan med en enda mjukt material för gjutning. Utredningen av silikon material härma mjukvävnad¹⁰ visar potential att efterlikna muskelvävnad, vilket så småningom skulle kunna integreras i hjärtat modellen insåg hjärtslag. Detta, i sin tur kan aktivera utredningen av hjärtmuskulatur beteende under onormala omständigheter, såsom krocktester. För att skapa modeller med denna nivå av ekologiska komplexitet ger denna metod dessutom ersättning för förlorad vax modellering metoden. Där i förlorat vax gjutning inre formarna finns alltid förlorade skapar modellen, med den metod som beskrivs i detta papper, är detta inte fallet. Detta kan resultera i en minskad kostnad för att skapa modeller av liknande komplexitet.

Viktiga punkter för att skapa en hjärtat modell är för det första en exakt segmentering av hjärtat med en högupplöst bröstkorg MRT. Den exakta segmenteringen säkerställer hjärtväggen, chambers, och deras placering fångas så noggrant som möjligt, vilket resulterar i en detaljerad 3D utskrift. För det andra, en detaljerad och exakt montering av ventildelar och utförselställen under förfarandet för efterbehandling måste säkerställas för att producera fungerande ventiler efter gjutning. För det tredje, med mjukare material i 3D utskriftsprocessen av inre formarna är obligatoriskt för deras senare borttagning utan att riva de känsliga ventilerna eller resten av silikon hjärta modellen apart. Slutligen krävs gjutning ventilerna och återstående hjärtat modell i två steg för att garantera intakt semilunar ventildelar i modellen. När du tar bort de inre formarna, en delikat dra av dessa delar krävs för att förhindra skada ventilen strukturer.

De framtida tillämpningarna av hjärtat modeller produceras med hjälp av denna metod syfte på integrering i neonatal utbildning provdockor. Denna modell, i kombination med integrationen av sensorer kan ge kliniker med cardiac output och blodtryck data på grund av bröstkompressioner som visas i tidigare forskning⁸. För det andra kan det användas som en potentiell in vitro- hjärt-testbädd för att testa nya mikro sensorer¹¹ på deras överensstämmelse med rörliga villkor i ett slående hjärta. Rörelse, i det här fallet kunde genomföras med romanen konstgjord muskel vävnader¹². Slutligen, hjärtat modellen kan anpassas enkelt införliva olika medfödda missbildningar såsom öppetstående ductus arteriosus eller ventrikulära septumdefekter att undersöka dessa anomalier i en in vitro- miljö. Slutligen, det också kan användas som en kirurgisk träning modell att praktiken drift förfaranden av dessa anomalier i det nyfödda barnet.

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.