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キリガミ風構造の4Dプリント分岐ステント
Chapters
Summary July 25th, 2019
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3Dプリンターを用いて、形状記憶ポリマーフィラメントを押し出して分岐管構造を形成する。構造は、一度折りたたんでコンパクトな形に収縮し、加熱するとその形成された形状に戻ることができるようにパターン化され、形状化されています。
Transcript
形状記憶ポリマーは、特定の条件が満たされたときに形状を変化するようにプログラムすることができます。3Dプリンタは、レイヤーの後に重ね合わせ、あらゆる形状を想像できる形にすることで、これらの形状を生成することができます。このビデオでは、配信時にコンパクトな形に縮小できるステントを作成し、適切なタイミングで最も複雑な形状に回復する方法を示します。
この方法を使用することにより、設計できるものは正確に3Dプリンタを使用して製造することができるので、各患者のためのカスタム調整ステントを設計することが可能です。近位主船の直径を25ミリメートルに設定します。次に、遠位主容器及び側枝の直径を22ミリメートルに設定する。
船舶の全長を140ミリメートルに設定します。次に、近位の主船の長さを65ミリメートル、遠位の主船を75ミリメートルに、側枝を65ミリメートルに設定します。分岐容器のコンピュータモデルは、次いで、融合蒸着モデリング3Dプリンタとポリカーボネートフィラメントを用いて印刷される。
3D プリントパーツを収納する箱型のコンテナを作成します。コンテナ寸法を110 x 105 x 70ミリメートルに設定し、アクリル板を使用します。箱の中央に3Dプリントされた分岐容器を置き、容器の中にシリコーンを静かに注ぎ、気泡の形成を最小限に抑えます。
液体シリコーンを乾燥させ、36~48時間硬化させます。固まったシリコーンを容器から取り出し、半分に切って3Dプリント部分を取り除きます。切断面で分割したシリコーンを再結合します。
得られた結合体は血管のモックアップである。従来のステントと同様の波状のパターンに従って二股ステントの幹を設計し、二股枝をシリンダーに設計します。トランクの場合は、直径を 22 ミリメートル、長さを 38 ミリメートルに設定します。
分岐の場合は、直径を 18 ミリメートル、長さを 34 ミリメートルに設定します。最後に、ステントの全長を72ミリメートルに設定します。形状メモリポリマーフィラメントを使用して、融合蒸着モデリング3Dプリンタで二股状ステントを印刷します。
このフィラメントの主な組成はポリウレタンである。モデルスライス用のソフトウェアを使用し、3Dプリンタの設定をコントロールします。押出機温度を摂氏230度、プリンターベッドの温度を室温に設定します。
また、階段の効果を最小限に抑えるには、レイヤーの高さを 0.1 ミリメートルに設定します。次に、印刷速度を 1 分あたり 3,600 ミリメートルに設定し、内部フィルの割合を 80% に設定します。構造の内部が中空であるために必要とされる印刷時のサポーター形成を含める。
粗い表面が摩耗によって容器を損傷する可能性がありますので、表面を滑らかにします。カッターを使用してサポーターを削除します。サポーターはステントの内部に取り付けられています。
ステントを取り外すときは、ステントを引き裂かないように細心の注意を払ってください。表面をサンドペーパーにこすり付けて、印刷された表面のレイヤーライン、ストリエーション、または傷を取り除きます。カッターでサポーターを取り除くところで、繰り返し研磨が必要な場合があります。
塗装前に、ステント表面を清潔にし、砂を乾かしてください。換気の良い場所でスプレーを使用して表面をペイントし、個人的なマスクを着用してください。繰り返し塗料の薄い層を適用することにより、オーバースプレーから保護します。
シリコーン容器のモックアップとステントのコントラストを高めるために黒い塗料を使用してください。温度がガラス転移温度を上回る温水に二股のステントを置きます。ステントが柔らかくなったら、枝の半分をもう半分に押し付けて下さいます。
半分をもう半分に入れ子にします。他の分岐に対して同じ入れ子処理を実行します。その後、シリンダーの2つの半分が1つに閉じられます。
今度は、2つの枝を1つのシリンダーに折り畳み、本船を通って移動できるようにします。温水で満たされたタンク内にシリコーン容器のモックアップを浸します。メイン船が上にあり、枝が下にあるようなモックアップの向きをします。
次に、折り畳まれた二股のステントをシリコーン容器のモックアップの開口部に挿入します。折り畳まれた二股のステントを、枝が開口部に向かっているように向けます。折り畳まれた二股のステントが膨張し始め、下の枝は各枝がY字型の血管の分岐コアから交配経路に向かって滑るように分割されます。
ステントは、二股のステントが血管の狭い経路を滑るのに非常に適しているコンパクトな円筒形のチューブに折り畳むことを可能にするために、キロガミ構造を使用しています。形状記憶ポリマーは温度がガラス転移温度に達した時に折り曲がった構造が元の形に戻ることを可能にする。元の形状は、分岐した容器と密接に一致します。
プリンタベッドの温度を室温に設定してください。プリンターベッドの温度が高くなると、構造の望ましくない変形が発生しました。ポリウレタンは、形状記憶効果を有するポリマーに置き換えることができる。
しかし、最適温度や記憶は、使用する材料によって異なります。この手順は、単一の操作でY字型血管に挿入することができる二股のステントを生成します。従来のステントに使用する複数の操作と比較して。
この方法は、プラークによって塞がれた冠状動脈疾患および血管の治療に使用することができる。この手順では、胆管、気管支、尿管などの通路を開くことができます。
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