Name: Hastaya Özgü 3D Baskılı Akciğer Modelleri Kullanılarak Bölgesel Pulmoner Birikimin Değerlendirilmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-11-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 56 s
Description: Keşfedin, hasta CT taramalarından 3D baskılı akciğer modelleri kullanarak bölgesel pulmoner birikimi değerlendirme yöntemini. Bu teknik, kişiselleştirilmiş tedavi stratejileri geliştirmek için ön klinik tahminler sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar profesör Yu Feng, Dr. Jenna Briddell, Ian Woodward ve Lucas Attia'ya yardımcı tartışmaları için teşekkür ediyor.

1. 3D baskılı deneysel bileşenlerin hazırlanması
NOT: Protokolde kullanılan tüm yazılımlar Malzeme Tablosunda belirtilmiştir. Ayrıca, kullanılan dilimleme yazılımı Malzeme Tablosundalistelenen 3D yazıcıya özgüdür; ancak, bu protokol çok çeşitli stereolitografi (SLA) 3D yazıcılara genişletilebilir.
<ol><li>Hasta CT taramalarını 3D nesnelere (.stl dosyaları) dönüştürün. NOT: Bu çalışmalarda kullanılan spesifik akciğer modelinin geometrik özelliklerinin daha ayrıntılı bir şekilde tartışılması için Feng veark.<ol>
<li>CT tarama yazılımını kullanarak CT taramalarını bir 3D nesneye dönüştür (bkz. Malzeme Tablosu). CT taramasını açın ve -800 ila -1000 aralığında bir ayara sahip Eşik aracını kullanarak hava sahasında bir maske oluşturun. 3D Önizleme aracını kullanarak, 3D işlemeyi görüntüleyin ve nesneyi dışa aktarın (Dosya | Verme) .stl dosyası olarak.</li>
		<li>Dosyaları kafes düzenleme yazılımına içe aktarma (bkz. Malzeme Tablosu), Seç aracını kullanarak pürüzlü özellikleri kaldırın (Heykel | Fırçalar: "Shrink/Smooth" | Özellikler: Mukavemet (50), Boyut (10), Derinlik(0)). Yüzeyi düzleştirin (Ctrl+A | Deformasyon | Pürüzsüz | Yumuşatma (0,2), Yumuşatma Ölçeği (1)).</li>
		<li>Mesh düzenleme yazılımında, bu nesnelerin duvarını 2 mm uzatın (Ctrl+A | | Düzenle Uzaklık) ve iç nesnenin sadece duvar kalacak şekilde içi boş kalmasına izin verin. Nesneyi dilimleme (| seçin | Düzenle Plane Cut) trakeada bir giriş oluşturmak için ve nesnenin çıkış oluşturmak için her loba dallandığı 2 veya3. NOT: 2 mm kalınlığı, Malzeme Tablosunda listelenen 3D yazıcının üreticisi tarafından belirtilen kabul edilebilir özellik boyutlarına göre seçilmiştir. Bu kalınlık, modelin iç geometrisi korunursa mevcut 3D yazıcının özelliklerine göre ayarlanabilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Hasta akciğer modeli çıkış geometrilerini, Malzeme Tablosundalistelenen daha önce tasarlanmış lob çıkış kapağı bileşenleriyle(Şekil 1B,C)uyumlu olacak şekilde değiştirin.<ol>
<li>CT taramasını içeride çoğaltan, duvar kalınlığı 2 mm olan ve giriş ve çıkışlarda açık olan 3B nesneyi Katı Gövde olarak 3D modelleme yazılımına (bkz. Malzeme Tablosu)içe aktarın (Açık | Kafes Dosyaları | Seçenekler | Katı Gövde).</li>
		<li>Prizlerin her birinde yüze dayalı bir düzlem oluşturma (| Referans Geometri | Düzlem). Birleştirme aracını kullanarak, düzlemdeki bir çizimde çıkışın iç duvarını ve dış duvarını takip edin(Çizim | Spline).</li>
		<li>Modelin iç ve dış duvarına bağlanmak için bir silindire (OD 18,5 mm, ID 12,5 mm, H 15,15 mm) çatı katı, böylece çıkış her lobda düzgün olacak şekilde genişletilir (Özellikler | Loftlu Patron/Taban). Kapakla eşleştirmek için çıkışın kenarına bir çentik ekleyin (Özellikler | Ekstrüde Kesim | Uzaklık). NOT: Kapak (Şekil 1D) çıkışların boyutlarına uyan ve model çıkışının çentiğiyle birbirine bağlanan bir rafa sahip içi boş bir silindirdir. Kapağın bir ucu, kimliğin parçanın geri kalanından daha küçük olacak şekilde engellenir, bu dikenli boru bağlantısının etrafına sıkı bir uyum sağlar(Şekil 1E). Dikenli boru bağlantısı, dikenli koni şeklindedir, böylece dikenli kapak açıklığından geçer, ancak parçanın geri kalanı uymaz, bu da boru bağlantısının kapağa güvenli bir şekilde oturmasını sağlar. Böylece, kapak hem dikenli boru bağlantısının hem de akciğer modelinin etrafına sıkıca oturur (Şekil 1F,G).</li>
		<li>akciğer modelinin giriş kısmını istenen deneysel koşullara bağlı olarak değiştirin. Boğaz ve glottal bölgeler, kendi kendine nefes alabilen bir hastayı taklit etmek için dahil edilebilir (Şekil 1B). Trakeanın üzerindeki bölgeler, ventilatör desteğinde entübe bir hastayı taklit etmek için ekstrüde bir kesim kullanılarak çıkarılabilir (Özellikler | Ekstrüde Kesim) (Şekil 1C).</li>
	</ol></li>
	<li>3D yazıcı üreticisi tarafından sağlanan dilimleme yazılımında deneysel bileşenleri yönlendirin ve destekleyin.<ol>
<li>3D parça dosyalarını 3D yazıcı dilimleme yazılımına içe aktarın ve uygun reçineyi seçin. Akciğer modellerini ve dikenli boru bağlantılarını yazdırmak için sert bir reçine ve kapakları yazdırmak için yumuşak bir reçine kullanın. NOT: Kapakları yazdırmak için kullanılan reçine, lob çıkışının üzerine gerilmesine ve hava geçirmez bir conta oluşturmasına izin vermek için elastik özelliklere sahip olmalıdır.</li>
		<li>Parça yönünü, herhangi bir "ada" ve keşfedilmemiş hacim en aza indirilmiş olacak şekilde ayarlayın. Akciğer modelleri için en iyi yönelim, baskı platformundan uzağa bakan lob çıkışlarıdır. Hem dikenli boru bağlantılarının hem de kapakların baskı platformuna bakan daha geniş kısımlara sahip olduğundan emin olun. NOT: Tek tek dilimler, parçanın ana gövdesine bağlı olmadan bir dilimde ilk kez görünen bölümlerinin "adaların" görünümünü kontrol etmek için görüntülenebilir. Gözden geçirme işlevi, düzensiz hacimli dilimleri, yazdırma sırasında parçanın içine sıkıştırılmış reçinenin yer alabileceği alanları kontrol etmek için kullanılabilir. Hem "adalar" hem de keşfedilmemiş hacimler baskı kalitesini düşürür ve yazdırma hatasına neden olabilir.</li>
		<li>Her dilimi ayrı ayrı görüntüleyerek, parçada kalan "adalara" ve önemli çıkıntlara sahip alanlara destek ekleyin. Tüm alanların düzgün desteklendiğini doğrulamak için yazdırma dilimlerini dışa aktarın ve görüntüleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>Deneysel bileşenleri yazdırın ve üretici talimatlarına göre tam işlem sonrası. NOT: Aşağıda açıklanan tüm işlem sonrası adımlar, Malzeme Tablosu 'nda listelenen 3D yazıcıya özgüdir. Alternatif yazıcılar veya malzemeler kullanırken, üretici yönergelerini yansıtacak şekilde bu adımları ayarlayın.<ol>
<li>Yumuşak reçine ile basılan parçalar için, üretici özelliklerine göre 8 saat boyunca bir konveksiyon fırınında fazla kesilmemiş reçine ve termal kür çıkarmak için % 99 saflıkta izopropil alkol (IPA) ≥ yıkayın. NOT: Yumuşak reçine ile basılan parçalar baskıdan hemen sonra çok hassas olabilir, bu nedenle temizleme adımları sırasında özel dikkat edilmelidir. Parça bozulmasını önlemek için IPA'ya maruz kalma, malzemenin çözücü maruz kalma sınırının altında tutulmalıdır.</li>
		<li>Sert reçineye basılan parçalar için, fazla işlenmemiş reçineyi çıkarmak için IPA ile yıkayın ve bir UV fırınında (5-10 mW/ cm2'de365 nm ışık) yan başına 1 dakika kürleyin. NOT: 3D baskılı kopyanın doğruluğunu değerlendirmek için, orijinal 3D işleme ile 3D baskılı kopya arasındaki varyasyonları karşılaştırmak için basılı parçanın μCT taramasının ve CT tarama yazılımının kullanılması önerilir.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Akış hızı kontrolü için boru sisteminin montajı
<ol><li>1/4" dikenli boru bağlantı parçalarını manifoldun yanına 6 bağlantı noktası (Şekil 2A-6) ve kalan bağlantı noktasına oturan 3/8" dikenli tüp ile vidala.</li>
	<li>1/4" boruyu istediğiniz uzunluklarda kesin ve bağlantıya itme vanalarının her bir ucuna yerleştirin(Şekil 2A-5). Her vanayı manifolda takılan 1/4" bağlantı parçalarından birine takın.</li>
	<li>Her vananın diğer ucuna bir akış ölçer (Şekil 2A-4) bağlayın.</li>
	<li>Boru sistemini ahşap tahtanın üzerine, manifoldun tek 3/8" bağlantı parçasının tahtanın kenarından uzanacak şekilde yerleştirin. Yerinde sabitlemek için, ahşap tahtanın yanına iki vida ekleyin ve manifoldu tel kullanarak vidalara takın.</li>
	<li>Vanaların ve akış ölçerlerin her birinin etrafına yerleştirilmiş dört vida ekleyin ve her birini ahşap tahtaya sabitlemek için tel kullanın (Şekil 2E).</li>
	<li>Yaklaşık 6" 3/8" ID boru ile manifoldu sıralı 0,1 μm gözenek boyutu vakum sınıfı filtreye bağlayın. Filtrenin diğer ucunu başka bir 6" 3/8" kimlik tüpü kullanarak akış denetleyicisine bağlayın NOT: Boru sisteminin sadece bir kez monte edilmesi gerekir.</li>
</ol>3. Hasta akciğer modeli ile lob çıkış kapaklarının montajı
NOT: Protokolün bu bölümü her deneysel çalıştırmadan önce tamamlanmalıdır.
<ol><li>Kapak tabanındaki açıklıktan çıkıntılı nozül ile kapağa dikenli boru bağlantısı yerleştirin. İlk olarak, oval dikenli boru bağlantı tabanının bir ucunu kapağa yerleştirin. Daha sonra, esnek kapağı oval tabanın diğer ucuna dikkatlice uzatın ve ince tabanı kırmamaya özel dikkat edin. NOT: Yeni basılan kapaklar istenilenden daha sert olabilir ve kapak iç kısmı boyunca iki parmak çalıştırılarak uzatılabilir.</li>
	<li>10 μm filtre kağıdını çıkış alanından biraz daha büyük olacak şekilde kesin. Filtre kağıdını lob çıkışının üzerine katlayın ve bir elinizle yerinde tutun.</li>
	<li>Öte yandan, dikenli boru bağlantısına sahip kapağı çıkış üzerine germek için cımbız kullanın. Kapağın çentiği lob çıkışındaki ilgili çentikle eşleşene kadar kapağı aşağı bastırın (Şekil 2C). NOT: Bu adımda filtre kağıdının yırtılması sonuçları geçersiz kılabilir, bu nedenle kapağı prize bastırırken aşırı güçten kaçınmak için özel dikkat gösterilmelidir.</li>
	<li>Kalan tüm lob çıkışları için tekrarlayın (Şekil 2D).</li>
</ol>4. Klinik olarak ilgili hava akış profilinin üretimi
NOT: Protokolün bu bölümü her deneysel çalıştırmadan önce tamamlanmalıdır.
<ol><li>Dikenli boru bağlantısına çok fazla yanal basınç uygulamamaya dikkat ederek, her akciğer modeli lob çıkışını ilgili akış ölçerin ve vananın tüpüne bağlayın. Akciğer modeline toplam hava debisini ölçmek için elektronik akış ölçeri akciğer modeli ağız girişine takın.</li>
	<li>Akış kontrol cihazını (Şekil 2A-7) ve vakum pompasını(Şekil 2A-8)açın. Akış denetleyicisinde "test kurulumu" ayarını seçin ve elektronik akış ölçer istenen toplam akış hızını görüntüleyene kadar akış hızını yavaşça artırın.</li>
	<li>Valfleri kullanarak (Şekil 2E-5), beş akciğer lobunun her biri boyunca akış hızını ayarlayın: Sağ Üst (RU), Sağ Orta (RM), Sağ Alt (RL), Sol Üst (LU) ve Sol Alt (LL). Akış ölçerlerde gösterilen lob akış hızları(Şekil 2E-4)istenilen değerde sabit kaldıktan sonra, sistemde herhangi bir sızıntı olmadığını doğrulamak için elektronik akış ölçerdeki genel akış hızını tekrar kontrol edin.<ol>
<li>Toplam akış hızında bir tutarsızlık varsa, akış denetleyicisiyle akış hızını düşürin, tüm vanaları tamamen açık konfigürasyona ayarlayın ve 4.2 ve 4.3 adımlarını yineleyin. NOT: Burada sunulan sonuçlar, Sul ve arkadaşları tarafından bildirilen verilere dayanarak hava akış profilleri kullanılarak elde edilmiştir.10 Bu lobar akış fraksiyonları, her akciğer lobunun hacmindeki göreceli değişiklikler karşılaştırılarak, hasta akciğerlerinin tam ilham ve son kullanma tarihindeki ince dilim bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, her ikisi de 1 L/dk'luk genel giriş akış hızında iki ayrı akış koşulu için sunulur. Sağlıklı akciğer lob çıkış akış profili her çıkışa giriş akışının aşağıdaki yüzdesiyle dağıtılır: LL-23.7%, LU-23.7%, RL-18.7%, RM-14.0%, RU-20.3%. KOAH lob çıkış akış profili her çıkış arasında giriş akışının aşağıdaki yüzdesiyle dağıtılır: LL-10.0%, LU-29.0%, RL-13.0%, RM-5.0%, RU-43.0%9,10.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Akış kontrol cihazının "test kurulumu" işlevinden çıkın, ancak vakum pompasını açık bırakın. NOT: Vakum pompasını akış hızlarını ayarlamak ve biriktirme deneyini gerçekleştirmek arasında kapatmak, oluşturulan akış profilinde yanlışlıklara yol açabilir. Aerosol biriktirme testini tamamlamak için istenen akış hızları ayarlandıktan sonra vakum pompasının açık bırakılması önerilir.</li>
</ol>5. Aerosollerin akciğer modeline teslimi
NOT: Deneyler, nebülizör tarafından oluşturulan aerosollere maruz kalmayı en aza indirmek için kanat kapalı bir duman kaputunda yapılmalıdır.
<ol><li>Nebülizörü istenen floresan parçacıkların çözeltisi ile doldurun (Şekil 2A-1) ve akciğer modeli girişine bağlanın (Şekil 2B). NOT: Burada sunulan sonuçlar, metanoldeki 1 μm floresan polistiren parçacıklarının 1:100 seyreltilmesinin 30 mL'si kullanılarak elde edilmiştir.<ol>
<li>Deneysel kurulumu doğrulamak için, nebülizörü herhangi bir hedefleme cihazı olmadan doğrudan akciğer modeli girişine bağlayın.</li>
		<li>Bir hedefleme cihazının etkinliğini ölçmek için, nebülizörü cihaza bağlayın ve cihazı akciğer modeline yerleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Basınçlı hava hattını nebülizöre bağlayın ve duman davlumbaz kuşağını mümkün olduğunca kapatın.</li>
	<li>Akış denetleyicisini bir 10 s deneme için çalışacak şekilde ayarlayın. Çalıştırmaya basmadan önce, basınçlı hava vanasını hafifçe açarak nebülizör içinde bir aerosol üretmeye başlayın.</li>
	<li>Akış kontrol cihazına basın ve basınçlı hava vanasını hemen tamamen açın. Akış kontrolörü yaklaşık 9 s'ye ulaştığında, basınçlı hava vanasını kapatmaya başlayın.</li>
	<li>Basınçlı hava valfi tamamen kapatıldıktan sonra, nebülizörü basınçlı hava hattından çıkarın, duman davlumbazını tamamen kapatın, vakum pompasını kapatın ve duman kaputundan yaklaşık 10 dakika boyunca aerosollerin temizlenmesini sağlar. NOT: Boru sistemi içinde bir vakumun birikmesini önlemek için bir çalıştırmayı tamamladıktan sonra vakum pompasının kapatılması önemlidir.</li>
	<li>Yeterli süre bekledikten sonra, dikenli boru bağlantılarını kırmamaya özel dikkat ederek akciğer modelini boru sisteminden çıkarın.</li>
	<li>Kapağın kenarının altında bir çift cımbız çalıştırarak ve akciğer modelinden hafifçe kaldırarak lob çıkış kapaklarını çıkarın.</li>
	<li>Filtre kağıdını kapaktan çıkarın ve altta biriken parçacıkların plakanın kuyusuna bakacak şekilde 24 kuyu plakasına yerleştirin. Kalan çıkışlar için tekrarlayın ve her loba karşılık gelen kuyuyu etiketleyin. NOT: Herhangi bir kalıntı parçacık birikiminin sonraki deneyleri etkilemesini önlemek için, hem akciğer modelini hem de kapak bileşenlerini IPA veya uygun çözücü ile çalıştırmalar arasında durulamak önemlidir. Bu, istenildiği gibi toplanabilir ve analize dahil edilebilir. Ayrıca, kullanılan tüm çoğaltmaların parça bütünlüğünü korumak için IPA'ya minimum düzeyde maruz kaldığına emin olmak için bir günlük tutulur ve kullanımdan önce görsel parça incelemesi önerilir.</li>
</ol>6. Çıkış filtresi kağıt görüntüleme
<ol><li>Kuyu plakasını dijital floresan mikroskobuna yerleştirin ve mikroskobu 4 kat büyütmeye ve uygun floresan kanalına ayarlayın.</li>
	<li>Hangi lobun filtre kağıdının en yüksek miktarda parçacık birikimine sahip olduğunu görsel olarak belirleyin ve "Otomatik Açığa Çıkar" işlevini kullanın. Ortaya çıkan pozlama ve tümleştirme süresi değerlerini not alın.</li>
	<li>Bu pozlamayı çalıştırma için tüm filtrelere uygulayın ve ayarın filtrelerin tüm yüksek biriktirme alanları için tatmin edici bir görüntü üretip üretmediğini değerlendirin. NOT: Odak ayarları filtreden filtreye değiştirilebilir; ancak, belirli bir çalıştırma için tüm filtreler aynı pozlama ayarlarında analiz edilmelidir. Aynı anda yalnızca bir odak çerçevesine sahip olmak mümkündür, bu nedenle filtre kağıdındaki bükülmeler veya yırtılmalar görünümdeki biriken tüm parçacıkların odakta olmasını engelleyebilir. Filtre kağıdının kuyu plakasının altına karşı düz olmasını sağlayarak bu önlenebilir.</li>
	<li>Her lobun filtre kağıdının rastgele konumlarında en az üç görüntü alın ve .tiff dosyaları olarak kaydedin.</li>
</ol>7. Parçacık birikiminin nicelleştirilmesi
<ol><li>Belirli bir çalıştırma için tüm filtre kağıdı resimlerini bir ImageJ oturumuna içe aktarın.</li>
	<li>Görüntü | seçerek her görüntünün türünü 8 bit olarak değiştirme | yazın 8-bit.</li>
	<li>Resmi en yüksek floresanla açın ve Görüntü | | ayarlama Eşik penceresi açmak için eşik. Filtre kağıdından gelen arka plan sinyalini en aza indirmek ve parçacıkların kenarlarını açıkça tanımlamak için eşik değerlerini ayarlayın. Bkz. Şekil 3, kaliteli ve düşük kaliteli eşik tasvirleri için. NOT: Yüksek düzeyde biriktirmeye sahip filtreler için, ışığın filtre kağıdı lifleri tarafından kırınımının neden olduğu bir floresan "koronası" büyük parçacık gruplandırmaları etrafında gözlemlenebilir. Bu görüntüleri eşiklerken, çok büyük bir aralık, Şekil 3'teki"zayıf" eşik görüntülerinde gözlemlendiği gibi, bu gruplandırmaların etrafında küçük noktalar veya "tüy benzeri" şekiller görüntüler. Bu, filtre kağıdı liflerinden gelen sinyal parçacıkların kendisinden gelen sinyali gizlemeden en aza indirilene kadar eşiğin alt sınırını kademeli olarak artırarak geliştirilebilir.</li>
	<li>En yüksek floresan görüntünün eşik ayarlarını diğer tüm görüntülere yay.</li>
	<li>Analiz |'ni seçerek parçacıkların sayısını ve toplam floresan alanını ölçün Parçacıkları Analiz Edin. NOT: Veri kümeleri Sidak'ın Çoklu Karşılaştırma Testi ve iki yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılır. Ayrıca, sadece ilgi lobunda biriktirme, eşit varyans varsayarak bir Öğrenci T testi kullanılarak karşılaştırılır.</li>
</ol>

<ol><li>Goel, A., Baboota, S., Sahni, J. K., Ali, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+targeted+pulmonary+delivery+for+treatment+of+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Exploring targeted pulmonary delivery for treatment of lung cancer.</a> International Journal of Pharmaceutical Investigation. 3 (1), 8-14 (2013).</li>
<li>Kleinstreuer, C., Zhang, Z., Li, Z., Roberts, W. L., Rojas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+methodology+for+targeting+drug-aerosols+in+the+human+respiratory+system%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Heat+and+Mass+Transfer%22%5BJournal%5D)">A new methodology for targeting drug-aerosols in the human respiratory system.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 51 (23), 5578-5589 (2008).</li>
<li>Feng, Y., Chen, X., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+In+Silico+Investigation+of+a+Lobe-Specific+Targeted+Pulmonary+Drug+Delivery+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Design+of+Medical+Devices+Conference%22%5BJournal%5D)">An In Silico Investigation of a Lobe-Specific Targeted Pulmonary Drug Delivery Method.</a> Design of Medical Devices Conference. , (2018).</li>
<li>Marple, V. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next+generation+pharmaceutical+impactor+%28a+new+impactor+for+pharmaceutical+inhaler+testing%29.+Part+I%3A+Design%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine%22%5BJournal%5D)">Next generation pharmaceutical impactor (a new impactor for pharmaceutical inhaler testing). Part I: Design.</a> Journal of Aerosol Medicine. 16 (3), 283-299 (2003).</li>
<li>Feng, Y., Zhao, J., Chen, X., Lin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+In+Silico+Subject-Variability+Study+of+Upper+Airway+Morphological+Influence+on+the+Airflow+Regime+in+a+Tracheobronchial+Tree%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineering%22%5BJournal%5D)">An In Silico Subject-Variability Study of Upper Airway Morphological Influence on the Airflow Regime in a Tracheobronchial Tree.</a> Bioengineering. 4 (4), 90(2017).</li>
<li>Huynh, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Development+and+Validation+of+an+In+Vitro+Airway+Model+to+Assess+Realistic+Airway+Deposition+and+Drug+Permeation+Behavior+of+Orally+Inhaled+Products+Across+Synthetic+Membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine+and+Pulmonary+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">The Development and Validation of an In Vitro Airway Model to Assess Realistic Airway Deposition and Drug Permeation Behavior of Orally Inhaled Products Across Synthetic Membranes.</a> Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 31 (2), 103-108 (2018).</li>
<li>Lizal, F., Elcner, J., Hopke, P. K., Jedelsky, J., Jicha, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+realistic+human+airway+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Institution+of+Mechanical+Engineers%2C+Part+H%3A+Journal+of+Engineering+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Development of a realistic human airway model.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine. 226 (3), 197-207 (2011).</li>
<li>Wei, X., Hindle, M., Delvadia, R. R., Byron, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vitro+Tests+for+Aerosol+Deposition.+V%3A+Using+Realistic+Testing+to+Estimate+Variations+in+Aerosol+Properties+at+the+Trachea%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine+and+Pulmonary+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">In Vitro Tests for Aerosol Deposition. V: Using Realistic Testing to Estimate Variations in Aerosol Properties at the Trachea.</a> Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 30 (5), 339-348 (2017).</li>
<li>Kolewe, E. L., Feng, Y., Fromen, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Realizing+Lobe-Specific+Aerosol+Targeting+in+a+3D-Printed+In+Vitro+Lung+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine+and+Pulmonary+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">Realizing Lobe-Specific Aerosol Targeting in a 3D-Printed In Vitro Lung Model.</a> Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. , (2020).</li>
<li>Sul, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+Airflow+Sensitivity+to+Healthy+and+Diseased+Lung+Conditions+in+a+Computational+Fluid+Dynamics+Model+Validated+In+Vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Assessing Airflow Sensitivity to Healthy and Diseased Lung Conditions in a Computational Fluid Dynamics Model Validated In Vitro.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 140 (5), (2018).</li>
<li>Martonen, T. B., Katz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deposition+Patterns+of+Polydisperse+Aerosols+Within+Human+Lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine%22%5BJournal%5D)">Deposition Patterns of Polydisperse Aerosols Within Human Lungs.</a> Journal of Aerosol Medicine. 6 (4), 251-274 (1993).</li>
<li>Nahar, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro%2C+in+vivo+and+ex+vivo+models+for+studying+particle+deposition+and+drug+absorption+of+inhaled+pharmaceuticals%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">In vitro, in vivo and ex vivo models for studying particle deposition and drug absorption of inhaled pharmaceuticals.</a> European Journal of Pharmaceutical Sciences. 49 (5), 805-818 (2013).</li>
<li>Nichols, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Multi-laboratory+in+Vitro+Study+to+Compare+Data+from+Abbreviated+and+Pharmacopeial+Impactor+Measurements+for+Orally+Inhaled+Products%3A+a+Report+of+the+European+Aerosol+Group+%28EPAG%29%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">A Multi-laboratory in Vitro Study to Compare Data from Abbreviated and Pharmacopeial Impactor Measurements for Orally Inhaled Products: a Report of the European Aerosol Group (EPAG).</a> AAPS PharmSciTech. 17 (6), 1383-1392 (2016).</li>
<li>Yoshida, H., Kuwana, A., Shibata, H., Izutsu, K. I., Goda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+Aerodynamic+Particle+Size+Distribution+Between+a+Next+Generation+Impactor+and+a+Cascade+Impactor+at+a+Range+of+Flow+Rates%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Comparison of Aerodynamic Particle Size Distribution Between a Next Generation Impactor and a Cascade Impactor at a Range of Flow Rates.</a> AAPS PharmSciTech. 18 (3), 646-653 (2017).</li>
<li>Feng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+silico+inter-subject+variability+study+of+extra-thoracic+morphology+effects+on+inhaled+particle+transport+and+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">An in silico inter-subject variability study of extra-thoracic morphology effects on inhaled particle transport and deposition.</a> Journal of Aerosol Science. 123, 185-207 (2018).</li>
<li>Kleinstreuer, C., Seelecke, S. Inhaler system for targeted maximum drug-aerosol delivery. United States patent. , (2005).</li>
<li>Pietila, T. How Medical 3D Printing is Gaining Ground in Top Hospitals. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.materialise.com/en/blog/3d-printing-hospitals">https://www.materialise.com/en/blog/3d-printing-hospitals</a> (2019).</li>
<li>Weber, P. W., Price, O. T., McClellan, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demographic+Variability+of+Inhalation+Mechanics%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Defense+Threat+Reduction+Agency%22%5BJournal%5D)">Demographic Variability of Inhalation Mechanics: A Review.</a> Defense Threat Reduction Agency. , (2016).</li>
<li>Jiang, Y. Y., Xu, X., Su, H. L., Liu, D. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gender-related+difference+in+the+upper+airway+dimensions+and+hyoid+bone+position+in+Chinese+Han+children+and+adolescents+aged+6-18+years+using+cone+beam+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Odontologica+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">Gender-related difference in the upper airway dimensions and hyoid bone position in Chinese Han children and adolescents aged 6-18 years using cone beam computed tomography.</a> Acta Odontologica Scandinavica. 73 (5), 391-400 (2015).</li>
<li>Martin, S. E., Mathur, R., Marshall, I., Douglas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+age%2C+sex%2C+obesity+and+posture+on+upper+airway+size%5BTitle%5D)+AND+%22European+Respiratory+Journal%22%5BJournal%5D)">The effect of age, sex, obesity and posture on upper airway size.</a> European Respiratory Journal. 10 (9), 2087(1997).</li>
<li>Xi, J., Longest, P. W., Martonen, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+the+laryngeal+jet+on+nano-+and+microparticle+transport+and+deposition+in+an+approximate+model+of+the+upper+tracheobronchial+airways%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effects of the laryngeal jet on nano- and microparticle transport and deposition in an approximate model of the upper tracheobronchial airways.</a> Journal of Applied Physiology. 104 (6), 1761-1777 (2008).</li>
<li>Zhao, J., Feng, Y., Fromen, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glottis+motion+effects+on+the+particle+transport+and+deposition+in+a+subject-specific+mouth-to-trachea+model%3A+A+CFPD+study%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+in+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Glottis motion effects on the particle transport and deposition in a subject-specific mouth-to-trachea model: A CFPD study.</a> Computers in Biology and Medicine. 116, 103532(2020).</li>
<li>Kim, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+obstructive+pulmonary+disease%3A+lobe-based+visual+assessment+of+volumetric+CT+by+Using+standard+images--comparison+with+quantitative+CT+and+pulmonary+function+test+in+the+COPDGene+study%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Chronic obstructive pulmonary disease: lobe-based visual assessment of volumetric CT by Using standard images--comparison with quantitative CT and pulmonary function test in the COPDGene study.</a> Radiology. 266 (2), 626-635 (2013).</li>
<li>The Cancer Imaging Archive. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cancerimagingarchive.net/">https://www.cancerimagingarchive.net/</a> (2020).</li>
<li>Li, A., Ahmadi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer+Simulation+of+Deposition+of+Aerosols+in+a+Turbulent+Channel+Flow+with+Rough+Walls%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Computer Simulation of Deposition of Aerosols in a Turbulent Channel Flow with Rough Walls.</a> Aerosol Science and Technology. 18 (1), 11-24 (1993).</li>
<li>Khalili, S. F., Ghanbarzadeh, S., Nokhodchi, A., Hamishehkar, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+different+coating+materials+on+the+prevention+of+powder+bounce+in+the+next+generation+impactor%5BTitle%5D)+AND+%22Research+in+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">The effect of different coating materials on the prevention of powder bounce in the next generation impactor.</a> Research in Pharmaceutical Sciences. 13 (3), 283-287 (2018).</li>
<li>Galliger, Z., Vogt, C. D., Panoskaltsis-Mortari, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+bioprinting+for+lungs+and+hollow+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Research%22%5BJournal%5D)">3D bioprinting for lungs and hollow organs.</a> Translational Research. 211, 19-34 (2019).</li>
<li>Schwarz, K., Biller, H., Windt, H., Koch, W., Hohlfeld, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+exhaled+particles+from+the+healthy+human+lung--a+systematic+analysis+in+relation+to+pulmonary+function+variables%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Medicine+and+Pulmonary+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">Characterization of exhaled particles from the healthy human lung--a systematic analysis in relation to pulmonary function variables.</a> Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 23 (6), 371-379 (2010).</li>
<li>Patton, J. S., Byron, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhaling+medicines%3A+delivering+drugs+to+the+body+through+the+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">Inhaling medicines: delivering drugs to the body through the lungs.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 6 (1), 67-74 (2007).</li>
<li>Zhang, Z., Kleinstreuer, C., Kim, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclic+micron-size+particle+inhalation+and+deposition+in+a+triple+bifurcation+lung+airway+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">Cyclic micron-size particle inhalation and deposition in a triple bifurcation lung airway model.</a> Journal of Aerosol Science. 33 (2), 257-281 (2002).</li>
<li>Ju, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+of+Nebulized+Metal-Phenolic+Capsules+for+Controlled+Pulmonary+Deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Science%22%5BJournal%5D)">Engineering of Nebulized Metal-Phenolic Capsules for Controlled Pulmonary Deposition.</a> Advanced Science. 7 (6), 1902650(2020).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Tam bir inhalasyon dozunun pulmoner farmasötik testi için mevcut son teknoloji cihaz, bir aerosolün aerodinamik çapını ölçen Next Generator Impactor'dur(NGI). Bu boyutlandırma verileri daha sonra sağlıklı bir yetişkin erkek için geliştirilen bir korelasyona dayanarak aerosolin çökeceği akciğer neslini tahmin etmek için kullanılır11. Ne yazık ki, bu yöntem bölgesel akciğer birikimindeki farklılıkları değerlendirme, hastalık koşullarının farmasötik doğum üzerindeki etkilerini...

Akciğer kanseri ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) gibi birçok akciğer hastalığı hastalık özelliklerinde bölgesel farklılıklar göstermektedir; bununla birlikte, akciğerin sadece hastalıklı bölgelerine ilaç verilmesini hedeflemek için terapötik tekniklerin eksikliğivardır 1. Birden fazla hesaplamalı akışkan dinamiği (CFD) modeli, akciğer 2,3'teki belirli düzenleri tanımlayarak ilaç biriktirme profillerini modüleetmeninmümkün olduğunu göstermiştir. Hastalıklı akciğer bölgelerine aerosol dağılımını kontrol etmek için laboratuvarımızda bölgesel hedefleme yeteneklerine sahip hem inhalatörlerin hem de endotrakeal (ET) tüp adaptörlerinin geliştirilmesi devam etmektedir. Bu ilkelerin klinik kullanıma genişletilmesi mevcut preklinik test kapasitesi ile sınırlıdır. Bir ilacın akciğer içinde biriktirdİğİ kesin konum, etkinliğin en iyi tahmincisi olarak bilinir; bununla birlikte, solunabilir terapötiklerin mevcut farmasötik değerlendirmeleri en sık parçacık boyutunun in vitro-in vivo korelasyonları kullanılarak sadece yaklaşık biriktirme4kullanılarak tahmin edilmektedir. Bu teknik, farklı hava yolu geometrilerinin akciğerin çeşitli lobları aracılığıyla bölgesel dağılım üzerindeki etkilerini belirlemek için herhangi bir mekansal analize izin vermez. Ek olarak, bu test anatomik olarak doğru akciğer geometrilerinden yoksun, araştırmacıların gösterdiği biriktirme profilleri üzerinde önemli bir etkisi olabilir5. Hastaya özgü akciğer geometrilerinin üst hava yollarının eklenmesi yoluyla test protokollerine dahil etmek için bazı çabalar yapılmıştır; bununla birlikte, bu yaklaşımların çoğu her akciğer lob6,7,8yerine akciğerin çeşitli nesillerine aerosol iletimini örnekler. Aşağıdaki protokol, akciğer9'unbeş lobunun her birinde bağıl parçacık birikimini ölçme kapasitesine sahip hastaya özgü akciğer modelleri üretmek için yüksek verimli bir yöntem sunar.
Anatomik olarak doğru model akciğerler 3D baskı hasta bilgisayarlı tomografi (BT) taramaları ile üretilir. Kolayca monte edilmiş bir akış sistemi ile birlikte kullanıldığında, model akciğer loblarının her biri aracılığıyla göreli akış hızları bağımsız olarak kontrol edilebilir ve farklı hasta demografisi ve/ veya hastalık durumlarını taklit etmek için uyarlanabilir. Bu yöntemle araştırmacılar, potansiyel terapötik yöntemlerin etkinliğini ilgili bir akciğer geometrisinde test edebilir ve her yöntemin performansını hastalıklı morfolojinin ilerlemesiyle ilişkilendirebilir. Burada laboratuvarımızda geliştirilen iki cihaz tasarımı, ağızda veya trakeadaki aerosol salınımının yerini kontrol ederek istenilen akciğer lobunda birikimi artırma yetenekleri açısından test edilmektedir. Bu protokol ayrıca, o hastanın BT tarama verilerine özgü bir model akciğerde tedavi etkinliğinin hızlı tahminini kolaylaştırarak hastalar için kişiselleştirilmiş prosedürlerin gelişimini önemli ölçüde etkileme potansiyeline sahiptir.

<table><tbody><tr><td>1/4 "Plastik Dikenli Boru Bağlantısı</td><td>McMaster Carr</td><td>5372K111</td><td></td></tr><tr><td>10 um Filtre</td><td>Kağıdı Fisher</td><td>1093-110</td><td></td></tr><tr><td>1um Floresan Polistiren Parçacıklar</td><td>Polysciences</td><td>15702-10</td><td></td></tr><tr><td>1um Floresan Olmayan Polistiren Parçacıklar</td><td>Polysciences</td><td>8226</td><td></td></tr><tr><td>2-Propanol</td><td>Fisher</td><td>A516-4</td><td>Atıfta bulunulan protokolde "IPA" olarak</td></tr> 3<tr><td>/8" Plastik Dikenli Boru Bağlantısı</td><td>McMaster Carr</td><td>5372K117</td><td></td></tr><tr><td>Hava Akış Ölçer (1 - 280 mL/dak)</td><td>McMaster Carr</td><td>41695K32</td><td>Protokolde "akış ölçer" olarak anılacaktırKarbon</td></tr> <tr><td>M1 3D Yazıcı</td><td>Karbon 3D</td><td></td><td>https://www.carbon3d.com/, Protokolde "dilimleme yazılımı" olarak adlandırılan ilişkili yazılımCollison</td></tr><tr><td> Jet Nebulizatör</td><td>CH Technologies</td><td>ARGCNB0008 (CN-25)</td><td>6 Cam kavanoz ile Jet MRE tarzı yatay çarpışma, Protokolde "nebulizatör" olarak anılır, http://chtechusa.com/Manuals/MRE_Collison_Manual.pdf</td></tr><tr><td>Konveksiyonlu Fırın</td><td>Yamato</td><td>DKN602</td><td></td></tr><tr><td>Copley Kritik Akış Kontrol Cihazı TPK2000 Reve 120V</td><td>MSP Corp</td><td>0001-01-9810</td><td>Protokolde "akış kontrolörü"</td></tr> <tr><td>olarak anılırCopley Yüksek Kapasiteli Pompa Modeli HCP5</td><td>MSP Corp</td><td>0001-01-9982</td><td>Protokolde "vakum pompası" olarak anılır</td></tr> <tr><td>Cytation</td><td>BioTek</td><td>CYT5MPV</td><td>4x/20x/40x objektifler ve DAPI/GFP/TexasRed lazer/filtre küpleri ile donatılmış Çok Fonksiyonlu Spektrofotometre/Floresan görüntüleyici</td></tr><tr><td>EPU40 Reçine</td><td>Karbon 3D</td><td></td><td>https://www.carbon3d.com/materials/epu-elastomeric-polyurethane/, Protokolde "yumuşak reçine" olarak anılırvakum</td></tr> <tr><td>pompası için filtre</td><td>Whatman</td><td>6722-5000</td><td></td></tr><tr><td>Akış Ölçer Model DFM 2000</td><td>MSP Corp</td><td>0001-01-8764</td><td>Protokolde "elektronik akış ölçer" olarak anılırImageJ</td></tr> <tr><td>Yazılımı</td><td>ImageJ</td><td></td><td>https://imagej.nih.gov/ij/download.html</td></tr><tr><td>Hat İçi Hava Akış Kontrol Vanası (Bas-Bağlan)</td><td>McMaster Carr</td><td>62005K333</td><td>Protokolde "valf" olarak anılırHat</td></tr> İçi <tr><td>Filtre Cihazları</td><td>Whatman</td><td>WHA67225000</td><td></td></tr><tr><td>Denizcilik Sınıfı Kontrplak Levha</td><td>McMaster Carr</td><td>62005K333</td><td>Protokolde "ahşap tahta" olarak anılırMateryalize</td></tr> <tr><td>Taklit Yazılım</td><td>Somutlaştır</td><td></td><td>https://www.materialise.com/en/medical/mimics-innovation-suite, Protokolde "CT tarama yazılımı" olarak anılırMeshmixer</td></tr> <tr><td>Yazılımı</td><td>Autodesk</td><td></td><td>http://www.meshmixer.com/, Protokolde "ağ düzenleme yazılımı" olarak anılırMethanol</td></tr> <tr><td></td><td>Fisher</td><td>A454-4</td><td></td></tr><tr><td>Opticure LED Cube</td><td>APM Technica</td><td>102843</td><td>Protokolde "UV fırını" olarak anılır</td></tr><tr><td>PR25 Reçine</td><td>Karbon 3D</td><td></td><td>https://www.carbon3d.com/materials/uma-urethanemethacrylate, / Protokolde "sert reçine" olarak anılır</td></tr> <tr><td>Kimyasallar için PVC Boru</td><td>McMaster Carr</td><td>5231K161</td><td>1/4 "ID</td></tr><tr><td>Vidalar</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>SolidWorks Yazılımı</td><td>Dassault Syst & egrave; mes&nbsp; SolidWorks Corporation</td><td></td><td>https://www.solidworks.com/, Protokolde "3D modelleme yazılımı" olarak anılacaktır</td></tr> <tr><td>Düz Akışlı Dikdörtgen Manifold</td><td>McMaster Carr</td><td>1125T31</td><td></td></tr><tr><td>Boru - Akış Kontrol Cihazı</td><td>McMaster Carr</td><td>5233K65</td><td>3/8" ID</td></tr><tr><td>Kablosu</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

hastaya Özgü 3d baskılı akciğer modelleri kullanılarak bölgesel pulmoner birikimin değerlendirilmesi

Evaluating Regional Pulmonary Deposition using Patient-Specific 3D Printed Lung Models

Pulmoner hastalıklar için hedefe yönelik tedavilerin geliştirilmesi, bölgesel aerosol doğumunun öngörülebilmesi ile preklinik test yöntemlerinin mevcudiyeti ile sınırlıdır. Hastaya özgü akciğer modelleri oluşturmak için 3D baskıdan yararlanarak, lobuler pulmoner birikimi ölçmek için yüksek verimli, in vitro deneysel bir kurulumun tasarımını özetliyoruz. Bu sistem, piyasada bulunan ve 3D baskılı bileşenlerin bir kombinasyonu ile yapılır ve akciğerin her lobunun akış hızının bağımsız olarak kontrol edilmesine izin verir. Floresan aerosollerin her loba teslimi floresan mikroskopi kullanılarak ölçülür. Bu protokol, çok çeşitli hasta demografisini ve hastalık durumlarını modelleme yeteneği ile solunum yolu hastalıkları için kişiselleştirilmiş tıbbın büyümesini teşvik etme potansiyeline sahiptir. Hem 3D baskılı akciğer modelinin geometrisi hem de hava akış profili ayarı, değişen yaş, ırk ve cinsiyete sahip hastalar için klinik verileri yansıtacak şekilde kolayca modüle edilebilir. Burada gösterilen endotrakeal tüp gibi klinik olarak ilgili ilaç dağıtım cihazları, bir cihazın akciğerin hastalıklı bir bölgesine terapötik teslimatı hedefleme kapasitesini daha doğru tahmin etmek için test kurulumuna dahil edilebilir. Bu deneysel kurulumun çok yönlülüğü, çok sayıda inhalasyon koşullarını yansıtacak şekilde özelleştirilmesini sağlar ve klinik öncesi terapötik testlerin titizliğini artırır.

Bu boyut aralığındaki (1-5 μm) ve akış koşullarındaki (1-10 L/dk) parçacıklar, hem teorik Stokes sayılarına hem de in vivo verilerine göre akışkan akışı çizgilerini takip eder; bu nedenle, hedeflenen bir teslimat cihazının yokluğunda, akciğer modeline salınan parçacıkların, her loba yönlendirilen toplam hava akışının yüzdesine göre birikmesi beklenir. Daha sonra her loba göreli miktarda partikül iletimi, hastaya özgü yüksek çözünürlüklü bilgisayarlı tomografi (HRCT) taramaları10analiz edilerek eld...

Ayarlanabilir hava akış profillerine sahip CT tarama türevli, 3D baskılı akciğer modellerini kullanarak lob seviyesinde bölgesel pulmoner birikimi ölçmek için yüksek verimli, in vitro bir yöntem sunuyoruz.

Hastaya Özgü 3D Baskılı Akciğer Modelleri Kullanılarak Bölgesel Pulmoner Birikimin Değerlendirilmesi

Development of targeted therapies for pulmonary diseases is limited by the availability of preclinical testing methods with the ability to predict ...

Bu protokol, bölgesel birikimin klinik öncesi tahminlerini mümkün kılarak yeni hedefe yönelik pulmoner terapötiklerin geliştirilmesini sağlama potansiyeline sahiptir. Bu teknik, potansiyel tedavilerin etkinliği ile ilgili kişiselleştirilmiş öngörücü sonuçların hızlı bir şekilde üretilmesi için hastanın BT taramalarından 3D olarak basılan anatomik olarak doğru akciğer modellerini içerir. Bu teknik, akciğer kanseri veya KOAH gibi bölgesel alan tıkanıklıkları ile karakterize hastalıklar için hedef dışı etkileri en aza indiren hedefe yönelik tedaviler geliştirmek için kullanılabilir.Deneysel bileşenleri yazdırdıktan ve üreticinin talimatlarına göre son işlemi tamamladıktan sonra, yumuşak reçineye basılmış parçaları en az %99 saflıkta izopropil alkol ile dikkatlice yıkayın ve fazla kürlenmemiş reçineyi çıkarın, ardından parçaları bir konveksiyonlu fırında sekiz saat boyunca termal kürlemeden önce üreticinin spesifikasyonlarına göre. Ardından, fazla kürlenmemiş reçineyi çıkarmak için sert reçineye basılmış parçaları alkolle yıkayın ve parçaları bir UV fırınında her iki tarafta bir dakika kürleyin. Lob çıkış kapağı montajı için, esnek kapağı oval tabanın diğer ucuna dikkatlice germeden önce oval dikenli boru bağlantı tabanının bir ucunu kapağa yerleştirin, ince tabanı çatlatmamaya özellikle dikkat edin ve nozul kapak tabanındaki açıklıktan dışarı çıkacak şekilde.Ardından, 10 mikrolitrelik filtre kağıdını çıkış alanından biraz daha büyük bir boyutta kesin ve filtre kağıdını bir elinizle yerinde tutarak lob çıkışının üzerine katlayın. Ardından, dikenli boru bağlantısı olan kapağı prizin üzerine germek için diğer elinizle cımbız kullanın ve çentik, lob çıkışındaki ilgili çentikle eşleşene kadar kapağı aşağı doğru bastırın. Her deney çalışmasından önce, dikenli boru bağlantısına çok fazla yanal basınç uygulamamaya dikkat ederek her bir akciğer model lob çıkışını ilgili akış ölçerin ve valfin borusuna bağlayın.Akciğer modeline giden toplam hava akış hızını ölçmek için elektronik akış ölçeri akciğer modeli ağız girişine takın ve akış kontrol cihazını ve vakum pompasını açın. Akış kontrol cihazında, test kurulum ayarını seçin ve elektronik akış ölçer istenen toplam akış hızını gösterene kadar akış hızını yavaşça artırın. Sağ üst, sağ orta, sağ alt, sol üst ve sol alt akciğer loblarından akış hızını ayarlamak için valfleri kullanın.Akış ölçerlerde gösterilen yük akış hızları istenen değerde sabit kaldığında, sistemde sızıntı olmadığını doğrulamak için elektronik akış ölçerde genel akış hızını tekrar kontrol edin. Ardından, vakum pompasını açık bırakarak akış kontrol cihazındaki test kurulumundan çıkın. Akciğer modeline aerosol iletimi için, bir nebulizatörü istenen floresan parçacıklarından oluşan bir çözelti ile doldurun ve nebulizatörü akciğer modeli girişine bağlayın.Hedefleme cihazının etkinliğini ölçmek için, cihazı akciğer modeline yerleştirin ve nebulizatörü cihaza bağlayın. Sıkıştırılmış hava yolunu nebulizatöre bağlayın. Akış kontrol cihazını on saniyelik bir deneme için çalışacak şekilde ayarlayın ve nebulizatör içinde bir aerosol oluşturmaya başlamak için basınçlı hava valfini hafifçe açın.Akış kontrol cihazında başlat düğmesine basın ve hemen basınçlı hava valfini tamamen açın. Akış kontrolörü yaklaşık dokuz saniyeye ulaştığında, basınçlı hava valfini kapatmaya başlayın ve çeker ocak kanadını mümkün olduğunca kapatın. Valf tamamen kapandıktan sonra, nebulizatörü basınçlı hava yolundan ayırın.Çeker ocak kanadını tamamen kapatın, vakum pompasını kapatın ve çeker ocaktaki aerosollerin temizlenmesini sağlayın. Yaklaşık 10 dakika sonra, dikenli boru bağlantılarını kırmamaya dikkat ederek akciğer modelini boru sisteminden ayırın ve kapakları çıkışlardan çıkarmak için her lob çıkış kapağının kenarının altına bir cımbız çalıştırın. Daha sonra filtre kağıdını her bir kapaktan 24 oyuklu bir plaka partikül biriktirme tarafı aşağı bakacak şekilde ayrı kuyucuklara aktarın.Filtre kağıdının tamamı toplandığında, plakayı bir dijital floresan mikroskobu tablasına yerleştirin ve mikroskobu 4X büyütmeye ve uygun floresan kanalına ayarlayın. Ardından, her lobdan rastgele konumlarda filtre kağıdının en az üç görüntüsünü alın ve görüntüleri TIF dosyaları olarak kaydedin. Sağlıklı bir akciğerde dakikada bir litre toplama koşulları altında, KOAH'tan etkilenerek sona erdiğinde, deneysel olarak belirlenen birikim profili, kurulumun akciğer loblarının her birine hava akışının dağılımını doğru bir şekilde taklit ettiğini gösteren klinik verilerden istatistiksel olarak farklı değildir.Hedeflenmemiş partikül biriktirme profili ile karşılaştırıldığında, modifiye edilmiş bir endotrakeal tüpün kullanılması, sol alt lob iletiminde yaklaşık dört kat artışa neden olur. Verilen partiküllerin %96'sından fazlasını sol akciğere yönlendirmenin yanı sıra. Sağ alt lobu hedeflemek için serbest bırakma konumu ayarını değiştiren bu cihaz, sağ loba partikül iletiminin iki katından fazlasını üretir ve verilen partiküllerin %94'ünü sağ akciğere yönlendirir.Hedeflenmemiş partikül biriktirme profili ile karşılaştırıldığında, konsantrik silindir cihazı, verilen partiküllerin %87'sinden fazlasını sol akciğere yönlendirmenin yanı sıra sol üst lob iletiminde yaklaşık üç kat artışa neden olur. Hedefleme verimliliği, hedef lob filtresinin görüntüleri diğer çıkış filtreleriyle karşılaştırılarak kalitatif olarak da gözlemlenebilir. Gösterildiği gibi, en etkili hedefleme yöntemi, amaçlanan ilgili lobda yüksek bir partikül birikimi ve kalan lob çıkışlarında düşük bir birikim sağlayacaktır.Sızıntılar biriktirme sonuçlarını etkileyeceğinden, sistem içindeki sızıntıları önlemek için bileşenlerin doğru şekilde bağlandığından emin olmak önemlidir. Bu protokol, araştırmacıların klinik çalışmalardan önce akciğerin belirli bölgelerini hedeflemek için potansiyel ilaç dağıtım cihazlarını test etmelerine izin vererek, insan hastalarda ilaç geliştirme ve etkinlik artırma ile ilişkili maliyeti azaltır.

evaluating-regional-pulmonary-deposition-using-patient-specific-3d

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Modern plastik ekstrüzyon ve baskı teknolojileri kullanarak, hızlı ve ucuz bir laboratuarda alınan X-ışını BT verileri fiziksel modeller üretmek artık mümkün. Tomografik veri üç boyutlu baskı güçlü görselleştirme, araştırma, ve şimdi preklinik görüntüleme topluluğu tarafından erişilebilir bir eğitim aracıdır.

Preklinik X-ışını bilgisayarlı tomografi Veri 3D Yazdırma Setleri

İnsan tüberkülozu enfeksiyonu, in vitro olarak modellenmesi zor olan karmaşık bir süreçtir. Burada, bağışıklık hücrelerinin göçü ve fizyolojik bir ortamda erken granülom oluşumu da dahil olmak üzere enfeksiyon sırasında meydana gelen dinamikleri özetleyen yeni bir 3D insan akciğer dokusu modelini açıklıyoruz.

Fonksiyonel Araştırmaları 3D İnsan Akciğer Doku Modeli<em&gt; Mycobacterium tuberculosis</em&gt; Enfeksiyon

Küçük hücreli dışı akciğer kanseri (NSCLC) hedefli tedavilere karşı duyarlılığı incelemek için biyolojik bir kollajen iskelesine dayalı üç boyutlu (3D) bir akciğer kanseri modeli sunuyoruz. Proliferasyon indeksi, apoptoz ve epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) durumunu belirlemek için farklı okuma teknikleri gösteriyoruz. Toplanan veriler, ilaç duyarlılığının tahmini için in silico bir modele entegre edilmiştir.

Kombine bir 3D doku mühendisliği<em&gt; İn Vitro</em&gt; /<em&gt; Siliko</emSpesifik mutasyonel Arka İlaç Etkinliği tahmin için&gt; Akciğer Tümör Modeli

Burada, biyolojik ve biyomedikal çalışmalarda 3D akciğer doku kültürleri modeli insan akciğer hastalıkları için oluşturmak için uygun özel dolu insan hassas kesim akciğer dilimleri rezeke hasta dokusundan hazırlanması için bir iletişim kuralı mevcut.

Hastalık modelleme için insan 3D akciğer doku kültürleri (3D-LTCs) nesil

Bu makalede, h2052/484 mezotelyoma hücrelerinin immünazatlı atimik farelerin plevral kaviteye implantasyonu ile insan plevral mezotelyoma bir ortopik fare modeli nin üretimi açıklanmaktadır. İntraplevral tümörlerin gelişiminin uzunlamasına takibi non-invaziv multimodal[18F]-2-floro-2-deoksi-D-glukoz pozitron emisyon tomografisi ve bilgisayarlı tomografi görüntüleme ile değerlendirildi.

Athymic Farelerde İnsan Plevral Mezotelyoma'nın Ortotopik Modelinin PET/BT ile İmplantasyonu ve İzlenmesi

Makalede, indüklenen pluripotent kök hücrelerin mezenkim ile birlikte hem proksimal hem de distal epitel akciğer hücrelerini içeren üç boyutlu tüm akciğer organoidlerine yönlendirilmiş adım bilgeliği açıklanmaktadır.

Akciğer Gelişim Biyolojisi ve Hastalığının Modellenerek İndüklenen Pluripotent Kök Hücrelerden 3D Bütün Akciğer Organoidlerinin Üretimi

Burada, tiroid cerrahisinin ameliyat öncesi değerlendirilmesi için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model oluşturmak için yeni bir yöntem önerilmektedir. Preoperatif tartışmaya elverişlidir ve tiroid cerrahisinin zorluğunu azaltır.

Tiroid cerrahisinde preoperatif değerlendirme için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model

Bu çalışmanın amacı, hekimler ve hastalar arasında bir iletişim köprüsü görevi gören ve aynı zamanda ön tanı ve prognostik değerlendirme için son teknoloji bir araç olan pulmoner nodüllerin yeni bir 3D dijital modelini geliştirmektir.

Pulmoner nodüllerin tanı ve tedavisi için 3D dijital model

Bu çalışma, erken multipl pulmoner nodülleri olan hastalarda tüm akciğer için üç boyutlu (3D) bir rekonstrüksiyon yöntemi sunmaktadır. Nodül dağılımının ve akciğer dokusu ile etkileşiminin kapsamlı bir görselleştirmesini sunarak, bu hastalar için tanı ve prognozun değerlendirilmesini basitleştirir.

Erken Multipl Pulmoner Nodüllü Tüm Akciğere Üç Boyutlu Rekonstrüksiyon

Üç boyutlu (3D) faz çözümlü fonksiyonel akciğer (PREFUL), 8 dakika boyunca tidal solunum ve kontrast madde içermeyen edinim kullanarak tüm insan akciğer hacminin bölgesel ventilasyonunun ölçülmesine izin veren fonksiyonel bir manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tekniğidir. Burada, 3D PREFUL görüntüleme verilerini toplamak ve analiz etmek için bir MR protokolü sunuyoruz.

Üç Boyutlu Faz Çözümlü Fonksiyonel Akciğer Manyetik Rezonans Görüntüleme

Burada, lezyon tarafında intratrakeal damlatma yoluyla tek taraflı bleomisin ile indüklenen pulmoner fibrozis modelinde ventilasyon bölgelerini ölçmek için mikro-bilgisayarlı tomografi (mikro-BT) kullanan bir protokol sunuyoruz.

Preklinik Modellerde Pulmoner Fibrozisin Gelişmiş Değerlendirmesi için Mikro-BT Kullanılarak Tek Taraflı Akciğer Hacmi Analizi

Keşfedin, hasta CT taramalarından 3D baskılı akciğer modelleri kullanarak bölgesel pulmoner birikimi değerlendirme yöntemini. Bu teknik, kişiselleştirilmiş tedavi stratejileri geliştirmek için ön klinik tahminler sağlar.

Hastaya Özgü 3D Baskılı Akciğer Modelleri Kullanılarak Bölgesel Pulmoner Birikimin Değerlendirilmesi

Daha fazla video keşfet