Impressão 3D multimodal de fantasmas para simular tecido biológico

O spin-coating, a impressão de polijato e a modelagem de deposição fundida são integrados para produzir fantasmas heterogêneos multicamadas que simulam propriedades estruturais e funcionais do tecido biológico. A falta de padrões fantasmas rastreáveis que simulam a heterogeneidade estrutural e funcional do tecido biológico tornou-se o gargalo para o desenvolvimento e validação de dispositivos ópticos biomédicos. Este vídeo mostra a fabricação camada por camada de tecido heterogêneo simulando fantasmas integrando múltiplos processos de fabricação aditiva, como revestimento de spin, impressão PolyJet e FDM em uma linha de produção de impressão 3D.

A capacidade técnica de tal linha de produção é exemplificada pela impressão automática de fantasmas simuladores de pele que compreendem epiderme, derme, tecido subcutâneo e um tumor incorporado. Preparação de material para impressão de revestimento de spin. Adicione pó de dióxido de titânio na resina fotopolímera SLA, mexa por 30 minutos em uma mexida magnética.

Selar com papel alumínio e sonicato. Vácuo por 10 minutos. Carregue-o na seringa de armazenamento Preparação de material para impressão de polijato.

Adicione material, sonicato, adicione corante vermelho chinês, carregue-os nos cartuchos, coloque cartuchos na impressora. Preparação de material para impressão FDM. Aqueça a cera de gel de baixa densidade em uma mexida magnética.

Adicione pó de dióxido de titânio, adicione pó de grafite no segundo béquer. O vácuo os carrega na extrusora do módulo híbrido de três bocais. Design de fantasma óptico digital da pele Configurando parâmetros para spin-coating.

Configure os parâmetros de velocidade e duração rotativas no software de controle. configurar a quantidade de material de revestimento de spin e o tempo de cura da luz. Elaboração de arquivo fonte para impressão de polijato, Importe a imagem do vaso sanguíneo para o software, defina a posição de impressão e ajuste os parâmetros de jato de tinta que gerem o arquivo PRN necessário para impressão após a configuração ser a preparação completa do G-code para impressão FDM, importe o modelo tumoral para o software Cura adicione o script de fatia de um nozzle no software Cura e corte o modelo para gerar o código G necessário para impressão Documentos de importação do software de controle de impressão.

Clique no item Menu Arquivo na barra de menu. Carregue os arquivos PRN de impressão UV. importar o código G.

Clique no botão Iniciar a impressão. A mão mecânica move o substrato na estação de carga para o centro do estágio de amostra do spin-coater. O distribuidor de cola controla um gotejamento de seringa o material para o centro do substrato.

O spin-coater começa a funcionar. Solte a lâmpada UV e ligue-a e a epiderme da pele será impressa. Mova o substrato para a plataforma móvel 3D.

Mova o substrato para a posição inicial da impressão UV, empurre a impressora a jato de tinta para a posição de trabalho. A impressora a jato de tinta imprime a imagem. A lâmpada UV é empurrada pelo cilindro e movida para a posição acima do substrato, ligue a lâmpada UV.

Repita para a próxima camada de impressão até que a impressão multicamadas esteja completa. O bocal de mistura é movido para a posição de trabalho pelo empurrão da impressão do cilindro de acordo com as instruções do código G. A impressão é completada até que a porção de tecido subcutâneo da porção do tumor seja impressa.

Mova o substrato de volta para a estação de carregamento, lance o fantasma da camada subcutânea com a ajuda de um molde Resultados representativos. Resultado da linha de produção de impressão automatizada. Ao integrar os métodos de impressão 3D, o sistema poderia criar um tumor como o fantasma seguindo as etapas do protocolo.

Tomar o modelo de pele multicamadas simplificada é um exemplo. A camada de epiderme, a camada de derme e a camada de tecido subcutâneo com diferentes espessuras e diferentes propriedades ópticas são fabricadas pelo método de revestimento de spin, método de impressão de polivala e método de impressão FDM. Através do modelo foi verificada a possibilidade de combinar revestimento de spin, impressão de polijato e impressão FDM para produzir fantasmas ópticos, é comprovado que o sistema tem potencial para produzir fantasma óptico de tecido com características de simulação óptica e características de simulação estrutural.