The authors thank Sungwon Lim for intellectual contributions to device and mold design as well as Jambu Jambulingam and Rebecca Grossman-Kahn for creating intravaginal silicone probes using this process. This work is supported by the Bill and Melinda Gates Foundation, the Vodafone Americas Foundation, and the FDA (2P50FD003793).

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저자의 아무도는이 문서에 설명 된 작업에 대한 어떤 경쟁 금전적 이해 관계가 없습니다.

설명 된 모든 단계를주의 금형 설계 성공에 가장 중요합니다. 금형 마스터는 최종 장치에 동일한 외부 형상과 단단한 몸으로 만들어야합니다. 이러한 형상은 어떤 물질로 인해 선택 엘라스토머 수축뿐만 아니라 3D 프린터의 해상도와 공차를 고려하여 조정되어야한다. 금형의 파팅 라인과 관통 구멍 실을 꿴 막대와 나사의 배치가 서로에 의존한다. 파팅 라인을 추가하면 금형 집회의 자유의 선형 및 회전 각도를 증가시킨다. 관통 구멍과 실을 꿴 막대와 나사 자유의이 같은 학위를 제한하는 역할을합니다. 몰드가 완전히 조립 될 때 구속 나사로드와 나사를 제거한 완전히 경화 된 탄성 장치의 제거를 가능하게하면서, 모든 자유 도로 선형 및 회전을 제한하도록 설계되어야한다. 경화 된 엘라스토머는 합리적으로 탄성 변형 가능한 경우, 분리선은 t를 정의 할 수있다모자의 기능을 완전히 치료 장치는 금형 조각 밖으로 밀거나 당길 수 있습니다 약간 이후 오버행 서로. 오버 몰딩 요소가 요구된다면, 금형 설계는 완전히 조립 몰드에서 오버 몰드 부품의 이동을 제한하는 위치 결정 기능을 제공해야한다. 금형 분리선 정중 원하는 엘라스토머 장치를 생산하기 위해 필요한 금형 조각의 수를 최소화하도록 선택되어야한다. 금형 조각 및 분리선의 수를 최소화하는 것은 플래시 형성의 가능성을 감소 및 수를 감소 통공 금형 조립시 몰드 피스를 압축하는데 필요한. ABS 플라스틱, 균열을 착용, 또는 인해, 압축 응력과 열 사이클에 열광하기 전에 우리의 경험에서, ABS 금형은 약 20 용도를 지속. 금형 조각 FDM 3D 프린터를 사용하여 인쇄 된 후에, 몇몇 수정은 금형 조각으로 만들어 질 수있다. 어떤 경우에, FDM 3D 프린터에서 만든 금형 조각 INSUFFICIE을 가질 수있다플래시 형성뿐만 아니라 액체 엘라스토머의 누출로 이어질 수있는 작은 차이의 결과로, 분할 라인을 완벽하게 세척 표면을 생산하는 NT 해상도. 이 경우 조립 된 금형의 파팅 라인에 RTV 실리콘의 얇은 층의 사용은 금형 파팅 라인을 통해 액체 엘라스토머의 누설을 방지 할 수있다. 또한, 표면 다듬기 금형 조각에 대한 추가 자료 (그들을 과대)를 추가하고 최종 치수로 연마에 의해 서서히 플라스틱을 녹이고 아세톤으로 ABS를 처리하여 하나를 수행 할 수 있습니다. 이러한 방법은주의 깊게 플래시 형성을 줄이기 위해 이별의 가장자리를 미세 조정 금형 형상에 사용할 수 있습니다. 금형 표면을 용해 그러나, 하나는 그렇게 때문에 화학적으로 균열 균열 쉽게 만들기, 플라스틱의 강도를 줄일 수,주의해야합니다. 이는 금형의 수명을 감소시키고 또한 금형의 표면 형상 사이의 일관성에 영향을 미칠 수있다. 게다가 uniformit을 제어하기 어렵다금형 형상에 약간의 차이가 발생할 수 있습니다 금형 용해, y를. 금형의 여러 세트가 장치를 제조하는 데 사용되는 경우에는 문제가 될 수 있습니다. 이 문제를 해결하려면, 높은 해상도의 3D 프린팅 기술은 금형 제작에 사용할 수 있습니다. 고해상도 금형 또는 아세톤 처리 된 몰드를 이용하는 또 다른 이점은 탈형시 ABS 성형기에서 엘라스토머 분리 장치의 추가 용이성이다. 대안 적으로, 이형제는 탈형을 돕기 위해 코팅하는 주형 공동을 사용할 수있다. 그러나,이 절차에서 설명 질내 프로브, 이형은 구체적으로 인해 질 환경에 이형 화학 물질을 도입하는 잠재적 인 위험을 피할 수 있었다. 용품은 또한 선택된 금형 재료는 엘라스토머의 경화를 저해하지 않도록주의해야한다. 그러한 질내 프로브에 사용한 실리콘 엘라스토머에 오버 몰딩 요소, 하나 과제는, 실리콘과 금속을 접착하는 있다는어렵기로 악명이 높다. 질내 프로브위한 한 요건은 실리콘이 탄성 변형되는 경우 재 계면에서 작은 갭이 발생하도록하는 것이었다. 이것은 플렉스 여전히 금속 장치의 실리콘 부분을 모두 사이의 수밀성을 보장하면서 자궁 경부 주위에 소매와 같은 스트레칭 질내 프로브에 컵 모양의 구조를 허용하는 욕망을 반영한다. 수밀성 인해 과산화수소 플라즈마 장치의 세척 및 소독을위한 인간 실험 지침 필요가 있었다. 이 요구 사항은 신중 실리콘 소자 본체와 금속 구성 요소 사이의 접합부에 금속 접착 성 프라이머에 의료용 실리콘을 도포 한 다음 금속 탄성체 접합 상온 경화 (RTV) 실리콘을 적용하여 장치를 탈형 후 만났다. 금속과 실리콘 사이의 밀착성을 향상시키기 위해 사용되는 추가적인 방법은 원형 핀 모두 포함 된 금속 성분을 설계하는 것이었다. 주입시, 지느러미 사이의 공간은 인터넷이다다음 치료 기간 동안 굳은 액체 실리콘으로 채워진다. 이 설계 특징은 금속과 실리콘 사이의 간극 형성 경향을 감소시키면서 응력이 금속 성분에 실리콘 바디에서 전달 될 수있다. ABS 기반 FDM 3D 프린터 - 즉, 빠른 인쇄 속도, 낮은 비용, 기술 - 이러한 혜택은 신중하게 절충 인에 대하여 고려되어야하며, 사용 계약 인쇄 서비스의 과다 사용과 관련된 많은 장점이 있지만 했다. 그것은 일반적으로 14, 15 화학적으로 비활성이기 때문에 ABS 자체가 많은 탄성 중합체 성형에 적합하면서 ABS 기반의 3D 프린터는 신속한 프로토 타입과 반복적 인 개발 접근 방식을 가능하게한다. 그러나, ABS 수지는 약 70 ° C (16) 최대 작업 온도를 제한하는 약 90 ~ 100 ° C의 열 변형 온도를 가지고 있습니다. 이것은 더 높은 경화 온도가 ABS 금형을 사용하여 달성 할 수없는 것을 의미한다.사 결과는, 질내 프로브에 사용되는 엘라스토머의 경화 시간은 70 ℃에서 5 시간에 175 ℃에서 3 분으로 증가했다 높은 경화 온도가 요구되는 경우, 하나는 폴리 카보네이트와 같은 다른 FDM의 재료를 사용하여 고려할 수 있습니다. SLA 기반의 3D 프린팅의 사용이 가능 최고급 형 해상도를 가능하게하고 수지 재료의 다양한 선택을 제공합니다. 그러나, FDM 기술의 지속적인 발전은 두 가지 기술의 해상도 격차를 좁히고있다. 질내 프로브를 만드는 데 사용되는 FDM 기반 형은 254 ㎛의 층의 해상도를 가지고 있지만, 새로운 FDM 기계는 100 μm의 해상도 이하를 달성 할 수있다. SLA 기반의 3D 인쇄는 일반적으로 시간 FDM 기반 3D 프린팅보다 집중적 인 더 비싸고 더, 훨씬 적은 시설은 사내 SLA 장비를 보유하고 있습니다. 이러한 요인은 저렴한 비용으로 신속하게 반복적 인 개발에 대한 FDM 3D 프린터가 더 적합합니다. 사실, SLA는 일반적으로 폴리 우레탄 장치의 프로토 타입 및 소량 실행하는 데 사용됩니다몰드 마스터를 인쇄 및 우레탄 주입 주형을 만드는 금형 마스터 주위 실리콘 몰드를 주조. 금형 재료로서 실리콘을 사용하는 이점은 그것이 열경화성 중합체이며 높은 경화 온도에서 용융하지 않을 것이라는 것이다. 그러나, 그러한 질내 프로브 장치와 같은 복잡한 금형을 생성하기 위해 여러 조각으로 실리콘 몰드를 분할하는 것이 곤란 또는 불가능하다; 또한, 오버 몰딩에 대한 정렬은 유사하게 도전 할 수있다. 결과는이 방법으로 제조 된 실리콘 주형은 일반적 투피스 몰드이며 주형 공동 내로 폴리머 주입 LIM 기존의 장비를 필요로한다는 것이다. 이 방법은 기존의 LIM 주입 한 비용이있는 동안,이 메소드를 사용하여 프로토 타입의 총 비용은 여전히​​ 오히려 비용이 많이 드는 편이며 시간은 FDM 3D 프린터를 사용하기위한 기술 프로토콜 및 탄성 중합체 주입을위한 수정 된 데시 케이 터보다 집중입니다. 제안 된 방법의 다른 장점은 directl도 할 수있는 기능을 포함첫번째 물리적 몰드 마스터뿐만 아니라,이 기술은 고비용 SLA 또는 LIM 설비 투자를 필요로하지 않는다는 사실을 만들지 않고 Y 인쇄 금형 조각. 제안 된 방법은 의료 기기 등의 분야의 특징이다 복잡한 형상과 요구 사항을 가진 엘라스토머 장치의 신속한 프로토 타이핑을 가능하게합니다. 빠르게 엘라스토머 장치를 반복하는 표준 또는 문서화 된 방법의 부족은 둔화 기여하고 의료 기기의 비용이 많이 드는 개발했다. 거의 모든 형상을 세우는 및 오버 몰딩 요구 사항이 충족 될 때까지이 원고에 기재된 과정에 내재 유연성 허용한다. 그것은 초기 의료 기기 개발 프로세스에 신속하고 저렴하게 반복하는 장치 시제품 사용될 수있다. 이는 3D 프린터가 점점 유행하고 있지만, LIM 장비 드문 학술 연구소 나 스타트 업 환경 등의 자원 한정된 환경에서 특히 유용합니다. 또한, CAD 모델이 홍보에서 생산ocess 향후 제조 공정에 양도 및 LIM 사용 전통적인 금형의 생산을 촉진하기 위하여 사용될 수있다. 이 기술은 질내 프로브 장치와 의료 기기 개발 입증되었지만, 프로토콜 간단 저가, 저용량 및 엘라스토머 기반 장치의 급속한 반복 개발이 요구되는 다른 필드와 애플리케이션에 적용될 수있다.

(또한 반응 사출 성형으로 알려진) 액체 사출 성형 (LIM)는 종종 열경화성 탄성체의 탄성 장치를 제조하는 데 사용하지만, 높은 공구 및 장비 비용은 선행 자본 투자 1의 큰 거래를 필요로한다. 또한, LIM은 복잡한 형상과 오버 몰딩에 대한 요구 사항을 케이스에서 구현이 기술적으로 어렵고 비용이 많이들 수 있습니다. 그 결과, 매우 낮은 볼륨 또는 종종 반복적 개정 발생 초기 디바이스 설계 전통적인 LIM을 사용하는 것이 일반적으로 비실용적이다. 사출 성형 엘라스토머 재료에 대한 일반적인 절차는 전문 성형기구 (2)를 이용 금형에 150 psi의 주위 압력에서 액체 모노머를 주입하는 것을 포함한다. 온도 및 압력은 층류 흐름을 보장하고 몰드 (3)에 포획되는 공기를 방지하도록 제어된다. 원료는 일반적으로 백금 경화형 실리콘, T와 같은 두 부분으로 치료 시스템입니다모자는 주사 전에 별도의 온도 조절 실에 보관됩니다. 원료의 두 ​​성분은 이후 몰드 캐비티에 공급되는 고압 혼합 챔버로 펌핑된다. 경화 촉매의 존재 하에서뿐만 아니라, 주변의 온도를 150 ~ 200 ° C (4)에 의해 달성된다. 금형은 일반적으로 가장자리 3,5 이별 주위에 좋은 물개를 만드는 정밀한 공차로 강철 또는 알루미늄에서 기계로 가공된다. 불행하게도,이 과정은 일반적으로 큰 규모의 제조 주어진 높은 금형 금형 비용뿐만 아니라 전문적인 주입 및 피드백 제어 시스템에 대한 요구 사항에 더 적합합니다. 폴리 우레탄 (PU) 부분의 신속한 프로토 타입의 경우, 몰드 마스터를 생성하고 실리콘 고무 몰드 6,7 생산 조형 (SLA)를 사용하는 것이 가능하다. 이 오버 몰드 부품의 정확한 정렬을 달성하기 어렵 기 때문에, 실리콘이에 의해 그러나,이 기술은 오버 몰딩에 적합하지 않다아닌 견고한 구조를 설계. 또한, 이러한 함입 또는 속을 비게 한 밖으로 섹션 등의 복잡한 형상을 가진 장치의 생산은 어렵거나 불가능하다. 복잡하고 정밀한 금형의 파팅 라인과 견고한 얇은 요소에 대한 요구 사항은 더 자주 못하는 것보다 액체 고무 성형 공정과 호환되지 않습니다. 상기 생산 규모 또는 말기 프로토 타입 프로세스는 종종 대학 실험실에서 자주의 경우와 같이 몇 가지 장치가 개념 증명 인간 연구의 타당성에 대해 생성 될 필요가있는 초기 단계의 의료 기기 개발을위한 실용적이다 시동 회사의 환경. 대안의 부족은 종종 심지어 초기 단계의 개발은 추가 금액이 발생하는 동안 장치의 기능을 제한하거나 보류 개발을 넣어 많은 장치 개발자를 필요로하는, 높은 비용이 발생할 것이라는 점을 의미한다. 이 의료 기기의 재 큰 분획시기 개발 프로세스의 극적인 둔화에 기여<html> 복잡한 기능의 첩의 구현입니다. 그것은 개념 증명 데이터가 자주 아직 확립되어 있지 않기 때문에 이러한 장치의 비용이 많이 드는 개발 자금도 어렵다. 우리는 지정된 자궁 형상에 적합하도록 컵과 같은 팁을 요구 오버 몰딩, 전기 및 광학 센서와 실리콘 질내 프로브의 개발을 포함이 실험실 내에서 최근의 프로젝트에서이 장애물을 발견했습니다. 이 문서에서 설명하는 프로세스는이 악순환을 회피하고 신속하게 증거의 개념 LIM 의료 기기에 도달하는 우리의 시도를 설명합니다. (1) 금형 설계 및 생산, (2) 금형 조립체 (3) 엘라스토머 혼합, (4) 엘라스토머 주입, 및 (5) 엘라스토머 경화 및 탈형도 1에 도시 된 기술은 5 주요 활동으로 LIM 공정을 해체. PG &quot;폭 =&quot;600 &quot;/&gt; (1A)의 컴퓨터 지원 설계 도구를 사용하여 주형을 만들고, (1B) 3D 금형 조각 인쇄, (2), 나사로드와 나사를 사용하여 금형 조각을 조립 (가 :.. 관련 프로토콜의도 1 프로토콜 개요 3) 액체 탄성 중합체를 혼합 및 주사기에 넣기, (4) 변형 된 건조기를 사용하여 금형에 액체 엘라스토머를 주입 (5A) 온도 제어 오븐에 엘라스토머를 경화하고 (도 5b)에서 경화 된 탄성 장치를 탈형 금형 조각. 금형 설계는 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 소프트웨어, 금형의 파팅 라인의 단단한 블록 정의에서 금형 마스터의 감산에 금형 마스터의 개발을 포함한다. 금형 조각을 만든 후 금형 캐비티에 위치 오버 몰딩 부품과 나사, 봉,와 너트를 사용하여 조립된다. 엘라스토머 믹스 인G는 재료의 잠재적 빈 공간을 제거하기 위해 원료 가스 제거의 파트 A와 파트 B를 결합하는 것을 포함한다. 다음에, 엘라스토머 사출 중합체 사슬의 화학적 가교 결합을 보장하기 위해 온도 제어 오븐에서 경화 엘라스토머이어서 주형 공동의 압력 구동 충전물을 포함한다. 다음 단계로 사출 성형 공정을 분해하면 저렴한 비용으로 대안에 찬성 전통적인 LIM 장비를 지내다하는 가능하게한다. 대신에, 금형 가공이나 금형 마스터로부터 실리콘 고무 몰드를 주조 예를 들어,이 원고에 기재된 프로토콜에서 만든 금형은 용융 증착 모델링 (FDM) 3D를 이용하여 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS)으로부터 플라스틱 만들어진 프린터 8,9. 금형 또는 SLA 형 건물에 비해, FDM은 일반적으로 저렴하고 빠른 과정입니다. 매우 복잡한 금형 자체 3D 프린터에 빠르게 인쇄 또는 싸게 많은 계약 차원 삭제 프린트 중 하나에 의해 제조 할 수있다사용 가능한 G 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 복잡한 팔 조각 3D 인쇄 주형은 대표적인 결과 섹션에서 설명 질내 프로브를 캐스팅하는 데 사용하고,도 14 및도 15에 도시. 이 금형에 대한 모든 부분은 사내 3D 프린터에 약 1.5 일에 인쇄 할 수 있습니다. 간단 형에 대한 처리 시간은 몇 시간이 될 수 있습니다. 금형을 만들 FDM 3D 프린터를 사용하여 장치를 프로토 타입 필요한 시간의 전체 길이는 실리콘 고무 중 몰드 캐스팅 및 우레탄 제작품을 작성하는 데 필요한 시간과 유사하다. 그러나, 금형을 만들 FDM 3D 프린터를 사용하여 간단하게 실리콘 몰드를 사용하여 달성 될 수없는 여러 가지 허용 : (1) 많은 열경화성 탄성체 (2) 복잡한 형상, 3D 인쇄 곰팡이가 필요한 경화 온도를 견딜 수 제공 사용될 수있다 다양한 금형 조각 및 분리선의 사용으로 생성하고, 강성 몰드 피스 (3) 사용은 허용 할 수있는 정확하고 reproduci금형 캐비티 내에서 오버 몰딩 부품의 상상력 정렬. 대신 전통적인 LIM 믹싱 결합한 기계, 주입 및 경화를 이용하여, 그것은 균질 혼합 인젝션 변경됨 데시 케이, 및 경화를위한 표준 온도 제어 오븐을 위해 실험실 혼합기를 사용하는 것이 가능하다. 분사 시스템은 상용 컴포넌트를 사용하여 생성 및 혼합 된 엘라스토머로 채워진 주사기에 연결 데시 케이 터로 정압 공급 라인의 첨가를 수반 하였다. 벤치 톱 데시 챔버 가압은 일반적으로 챔버, 진공 공급 라인과 대기 사이의 삼방 밸브에 의해 제어된다. 개질 건조기는 주사기 플런저의 확대에 공급 정압 공급 라인을 추가한다. 이는 몰드 캐비티로 액체 재료 주입 충분 40-50 psi의 압력 차의 생성을 가능하게한다. 이 기술은 우리가 produ의 수오버 몰딩, 전기 및 광학 센서 CE 실리콘 질내 프로브는 임상 1 상 시험을위한 증거의 개념 데이터를 수집합니다. 실리콘 때문에 생물학적 불활성뿐만 아니라 10,11 방법의 다양한 살균 할 수있는 능력에 대한 필요성을 선택 하였다. 또한, 장치는 센서들이 경부와 인터페이스 위치한 프로브의 선단에 복잡하고 파격적인 컵형 형상을 요구했다. 설명 된 기술의 사용없이, 이러한 장치를 생산하기 위해 많은 비용과 긴 과정이었을 것이다. 실용 엘라스토머 장치를 설계하는 신속하고 반복적 인 접근법을 채택하게, 전통적인 LIM 공정에 비해 LIM 공정이 적응은 비용과 장비의 요구 사항을 감소시킨다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1434">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ABS Model Material</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>P430</td>
			<td>Model Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soluble Support Material</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>SR-30</td>
			<td>Support Material for uPrint Plus SE (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Underwater Silicone Sealant, 2.8 Oz Tube, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>7327A21</td>
			<td>Silicone RTV for sealing gaps at mold parting lines (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, 1/8&#34; ID, 1/4&#34; OD, 1/16&#34; Wall Thickness, Ultra-chemical-resistant Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5046K11</td>
			<td>Forms runner/sprue adapter between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Male Quick-turn (Luer lock) X 1/8&#34; Tube Barb, Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K123</td>
			<td>Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Staight, Female Quick-turn (Luer lock) X 1/8&#34; Tube Barb, Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K213</td>
			<td>Connect runner/sprue between mold and syringe with elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cap, Female Quick-turn (Luer lock), Nylon</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>51525K315</td>
			<td>Cap to prevent silicone from leaking out of mold after injection (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Silicone Rubber (LSR) 30 - 10:1, Implant Grade</td>
			<td>Applied Silicone Corporation</td>
			<td>PN40029</td>
			<td>Substitute with the elastomer of your choice.&#160; This is the one used for the intravaginal probe (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (BD), 1mL Slip-Tip, non-sterile clean, bulk</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-00</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (BD), 1mL Slip-Tip, non-sterile clean, bulk</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-04</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 20mL, Open Bore, Solid Ring Plunger and Grip</td>
			<td>Qosina Corporation</td>
			<td>C1200</td>
			<td>Syringes for transfering elastomer material.&#160; Open bore is used for very viscous elastomers. (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle (BD), Non-sterile Clean with Shields, 18 gauge X 1.5&#34; Lg., Stainless Steel, BD Bulk&#160;</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WU-07945-76</td>
			<td>Used for removing air column between syringe plunger and elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Cups, 12 Oz., Clear</td>
			<td>Safeway</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Bag, Open-Top, Flat, 5&#34; Width X 6&#34; Height, 2-MIL Thk.</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>1928T68</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber Band, Latex Free, Orange, Size 64, 3-1/2&#34; L X 1/4&#34; W</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>12205T96</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm Wrap, 4&#34;W</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06720-40</td>
			<td>Used for mixing silicone in THINKY Mixer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Barrels with Stoppers, Luer Lock, Air Operated,&#160; 50mL</td>
			<td>EWD Solutions</td>
			<td>JEN-JG50A-15</td>
			<td>Smaller syringes can be used if less elastomer is required, but make sure it is compatible with Air Operated Syringe Adapter in injection chamber (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealant Tape, Pipe Thread, 50&#39;Lg X 1/4&#34; W, .0028&#34; Thk, 0.5 G/CC Specific Gravity&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4591K11</td>
			<td>Teflon Tape for air-tight seals around at threads (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blades, Disposable, No. 22</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21909-646</td>
			<td>Used for cutting tubing and demolding (Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21903-005</td>
			<td>&#160;(Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Propanol, J. T. Baker</td>
			<td>VWR</td>
			<td>JT9334-3</td>
			<td>&#160;(Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>uPrint Plus SE 3D Printer</td>
			<td>Stratasys</td>
			<td>uPrint Plus SE</td>
			<td>Other 3D printers can be used (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw, Cap, Hex Head,&#160; 1/4&#34;-28 , 2-1/2&#34; Lg, 18-8 Stainless Steel</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>92198A115</td>
			<td>Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nut, Hex, 1/4&#34;-28, 7/16&#34; Wd, 7/32&#34; Height, 18-8 Stainless Steel&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>91845A105</td>
			<td>Screws used with nuts to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stud, Fully Threaded, 1/4&#34;-28, 1&#34; Lg, 18-8 Stainless Steel&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>95412A567</td>
			<td>Threaded-rods can be cut to desired length and are used with nutes to compress mold (Step: Mold Assembly)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary Centrifugal Mixer</td>
			<td>THINKY USA Inc.</td>
			<td>ARE-310</td>
			<td>Mixers are strongly recommended for fine mixing and to reduce degassing time, but hand mixing is fine (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Weigh Scale</td>
			<td>Mettler-Toledo International Inc.</td>
			<td>EL602</td>
			<td>&#160;(Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccant Vacuum Canister, Reusable,&#160; 10-3/4&#34; OD</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>2204K7</td>
			<td>This desiccator is used for degassing the elastomer (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom 3D-Printed Mixer-to-Cup Adapter</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Modeled in Solidworks CAD and 3D printed (Step: Elastomer Mixing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, Smooth Bore, 1/4&#34; ID, 1/2&#34; OD, 1/8&#34; Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5624K51</td>
			<td>Tubing outside of Desiccator (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing, Smooth Bore, 3/8&#34; ID, 5/8&#34; OD, 1/8&#34; Wall Thickness, High Purity Tygon PVC, Clear</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5624K52</td>
			<td>Tubing to adapt to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Reducer, Straight, Vacuum Barb 3/8&#34; Tube ID X Vacuum Barb 1/4&#34; Tube ID, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K188</td>
			<td>Adapt Tubing outside Desiccator to Tubing leading to Air/Vacuum Supply (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp, Hose &#38; Tube, Worm-Drive, for 7/32&#34; to 5/8&#34; OD tube, 5/16&#34; Wd., 316 SS</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5011T141</td>
			<td>Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp, Hose, Smooth-Band Worm-Drive, for 1/2&#34; to 3/4&#34; OD tube, 3/8&#34; Wd., 304 SS</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>5574K13</td>
			<td>Used on tubing to create Air/Vacuum-tight seal at junctions (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Tee, Vacuum Barb 1/4&#34; Tube ID, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K138</td>
			<td>Tee Junction between Vacuum, Three-way T-valve on Desiccator, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Tee, 1/4 NPT Female X Female X Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>50785K222</td>
			<td>Tee Junction between Pressure Gauge, Chamber, and Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valve, Ball, Straight, T-Handle, 1/4 NPT Female X Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4082T42</td>
			<td>Three-way L-valve (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4&#34; ID Tube X 1/4 NPT Male, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K132</td>
			<td>Adapter for Three-way L-valve-to-Tubing (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saw, Hole, Bimetal. 1-3/8&#34; OD, 1-1/2&#34; Cutting Depth</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A25</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbor, 9/16&#34; to 1-3/16&#34; Saw, 1/4&#34; Hex</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A76</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbor Adapter for 1-1/4&#34; Thru 6&#34; Dia Hole Saws</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4066A77</td>
			<td>Used to cut holes in Desiccator for throughwall fittings (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Straight, Through-Wall, 1/2 NPT Female, Polypropylene</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>36895K141</td>
			<td>Throughwall fittings leading to Pressure/Vacuum Gauges (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Reducing,&#160; Bushing, Hex, 1/2 NPT Male X 1/4 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4429K422</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Reducing, Bushing, Hex, 1/4 NPT Male X 1/8 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4757T91</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling, Adapter, Straight, Vacuum Barb 1/4&#34; ID Tube X 1/8 NPT Female, Brass</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>44555K124</td>
			<td>Reducing tube diameter inside the Desiccator to adapt to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Adapters, Air Operated, 30/50mL</td>
			<td>EWD Solutions</td>
			<td>JEN-JG30A-X6</td>
			<td>Air operated syringe adapter on the inside of the Desiccator; must be compatible with syringes used to hold elastomer (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauge, Dual-Scale Vacuum, 2-1/2&#34; Dial, 1/4 NPT Male, Bottom Connector, 30&#34; Hg-0, Steel Case</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4002K11</td>
			<td>Vacuum Gauge (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauge, Dual-Scale Vacuum and Compound, 3-1/2&#34; Dial, 1/4 NPT Male, Center Back, 30&#34; Hg-0, 100 PSI, Steel Case</td>
			<td>McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td>4004K616</td>
			<td>Pressure Gauge leading to Air-operated Syringe System (Step: Elastomer Injection)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oven, Vacuum, Isotemp, Economy&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>280A</td>
			<td>Standard non-vacuum oven can be used (Step: Curing &#38; Demolding)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks CAD</td>
			<td>Dassault Syst&#232;mes</td>
			<td>Solidworks Research Subscription</td>
			<td>Other CAD Software can be used for mold master and mold design (Step: Mold Design &#38; Production)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid and low-cost prototyping of medical devices using 3d printed molds for liquid injection molding

예컨대 실리콘 등의 생물학적으로 불활성 엘라스토머는 의료 장치의 제조에 유리한 물질뿐만 성형 및 전통적인 액체 사출 성형 공정을 사용하여 이러한 탄성체를 경화하기 때문에 금형 및 장비 비용이 비싼 과정이 될 수있다. 그 결과, 전통적으로 저가, 쾌속 조형 애플리케이션 용 액상 사출 성형을 사용하는 것이 실용적이다. 우리는 금형 설계 및 분사 시스템으로 변경됨 데시위한 융착 모델링 3D 프린터를 이용하는 액체 엘라스토머 사출 성형 장치의 신속하고 저렴한 제조 방법을 고안했다. 낮은 비용과이 기술의 빠른 처리 시간은 반복적으로 설계 및 복합 탄성 장치를 프로토 타입하기 위해 장벽을 낮 춥니 다. 또한,이 과정에서 개발 CAD 모델 저장 전통적인 사출 성형 공정으로 쉽게 전환 할 수 있도록, 금형의 금형 설계에 적용될 수있다. 우리는 intravag 제조에이 기술을 사용하고 있습니다학술 연구 실험실에서 일반적으로 사용되는 도구를 사용하여, 복잡한 형상뿐만 아니라 금속 부품에 오버 몰딩을 포함하는 원고 판 프로브. 그러나,이 방법은 쉽게 많은 다른 응용을위한 액체 주입 몰딩 디바이스를 생성하도록 구성 될 수있다.

그림 14과 15 형 및 질내 프로브는이 문서에 나와있는 절차의 대표적인 결과를 보여줍니다. <img alt="그림 14" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig14highres.jpg" width="500" /> 그림 14. 완벽하게 조립 금형. 완전 질내 프로브 장치의 금형을 조립. <img alt="그림 15" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51745/51745fig15highres.jpg" width="500" /> 장치 같은 장치. B) 측면보기의 컵 모양의 팁의 그림 15. 질내 프로브 장치. 최종 질내 프로브 장치.) 전면보기입니다. 컵 형상 구조는 여섯 오버 몰드 티타늄 전극뿐만 아니라 FEM 역할 스테인레스 스틸 튜브로 구성광섬유 프로브 에일 리셉터클. 이 장치의 특정 사용은 Etemadi 등 12,13 설명된다. 질내 프로브를 생성하는 데 사용되는 금형 차원 u [예약 플러스 3D 프린터를 사용하여 ABS430 재료로 제조되었다. 릴 당 $ 140 가격 ABS430 소재의 약 1 릴 필요 질내 프로브에 대한 하나의 금형. 그것은 금형의 모든 8 매를 인쇄하는 데 약 1.5 일했다. LIM 응용 프로그램 (PN40029)를 위해 설계된 의료용 두 부분으로 백금 경화형 실리콘이 응용 프로그램에 사용되었다. 벌크 실리콘에서 오버 몰드 지정 금형에 신중하게 설계 정렬 및 위치 결정 형상을 통해 실리콘 주입 동안 자리에 유지 된 스테인레스 스틸 튜브,​​ 변성 USB 케이블, 몇개의 전선, 및 티타늄 전극이다. 튜브 중 하나는 질내 프로브 컵 형상 구조의 바닥에 노출하고 행동 할 튜브의 단부에 유리 창을 갖는다광학 측정을 위해 사용되는 광섬유 번들 리셉터클 등. 이는 실리콘은 경화 및 문서화 프로세스를 사용하여 탈형 후 첨가 소르 외부 기능이다. 구체적인 결과는 원하는 형상과 오버 몰딩이 요구되어 있는지의 여부 의존 될 수도있다. 질내 프로브는 간단한 형상 가능성이 적은 금형 조각, 작은 금형 재료를 필요로하고, 빠른 3D 인쇄하는 것이지만 같은 얇은 컵과 같은 구조와 같은 복잡한 형상의 창조, FDM 3D 프린터로 가능하다는 것을 보여줍니다. 이러한 SLA와 같은 높은 해상도의 3D 프린팅 기술의 사용은 더 높은 해상도, 더 미세한 형상, 수동으로 금형을 마무리 할 필요성을 제거 할 수 있습니다 우수한 표면 조도를 제공 할 수 있습니다. 설명 된 기술을 사용하여, 많은 다른 성분은 오버 몰딩 한 금형 설계 정중 구현으로 달성 될 수있다.

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Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

우리는 액체 분사 장치로 금형 설계 및 개질 데시위한 융착 모델링 3D 프린터를 사용하여 저가 및 액체 엘라스토머 고무 사출 성형 장치의 쾌속 조형을위한 방법을 고안했다.

액상 사출 성형을위한 3D 인쇄 금형을 사용하여 의료 기기의 신속하고 저렴한 프로토 타이핑

Biologically inert elastomers such as silicone are favorable materials for medical device fabrication, but forming and curing these elastomers using ...

rapid-low-cost-prototyping-medical-devices-using-3d-printed-molds-for

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Bioengineering

19.7K 조회수.  University of California, San Francisco.  우리는 액체 분사 장치로 금형 설계 및 개질 데시위한 융착 모델링 3D 프린터를 사용하여 저가 및 액체 엘라스토머 고무 사출 성형 장치의 쾌속 조형을위한 방법을 고안했다. 

비디오: Rapid and Low-cost Prototyping of Medical Devices Using 3D Printed Molds for Liquid Injection Molding

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging techniques.
The one-time use packaging technique employs UV-based and temperature curing epoxies to connect microtubes to access holes, wire-bonding for integrated circuit connections, and silver epoxy for electrical connections. This method is based on a robust assembly technique that can support relatively high pressure close to 1 psi and does not need any support to strengthen the microfluidic architecture.
Reusable packaging techniques consist of PDMS-based microtube interconnectors and anisotropic adhesive films for electrical connections. These devices are more sensitive and fragile. Consequently, Plexiglas support is added to the microfluidic structure to improve the electrical contact when anisotropic adhesive films are used, and also to strengthen the microfluidic architecture. In addition, a micromanipulator is needed to maintain tubes while using a thin PDMS layer to connect them to the access holes. Different PDMS layer thicknesses, ranging from 0.45-3 mm, are tested to compare the best adherence versus injection rates. Applied injection rates are varied from 50-300 &#956;l/hr for 0.45-3 mm PDMS layers, respectively. These techniques are mainly applicable for low-pressure applications. However, they can be extended for high-pressure ones through plasma-oxygen process to permanently seal the PDMS to glass substrates. The main advantage of this technique, besides the fact that it is reusable, consists of keeping the device observable when the microchannel length is very short (in the range of 3 mm or lower).

In this article we describe different techniques for microfluidic rapid prototyping platforms. The proposed techniques are based on ultraviolet (UV) sensitive and temperature curing epoxies, polydimethylsiloxane (PDMS) based tubing, wire-bonding, and anisotropic adhesive films. The assembling procedures presented are developed for both one-time use devices as well as reusable microfluidic systems.

높은 처리량 마이크로 유체 신속하고 저렴한 비용으로 프로토 타입 포장 방법

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

연구

생체공학

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct 3D paper microfluidic devices. This method of adhesive application forms semi-permanent bonds between layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use and to ease folding complex nonplanar structures.

3D 종이 미세 유체 장치를 구축하기 위해 접착제 패터닝을 사용하여

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol ...

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as contributing to antimicrobial resistance. One possible avenue for the reduction of device-associated infections is the identification of bacteria-repellent polymer coatings for these devices, which would prevent bacterial binding at the initial attachment step. A method for the identification of such repellent polymers, based on the parallel screening of hundreds of polymers using a microarray, is described here. This high-throughput method resulted in the identification of a range of promising polymers that resisted binding of various clinically relevant bacterial species individually and also as multi-species communities. One polymer, PA13 (poly(methylmethacrylate-co-dimethylacrylamide)), demonstrated significant reduction in attachment of a number of hospital isolates when coated onto two commercially available central venous catheters. The method described could be applied to identify polymers for a wide range of applications in which modification of bacterial attachment is important.

A high-throughput microarray method for the identification of polymers which reduce bacterial surface binding on medical devices is described.

의료 기기에 대한 박테리아의 높은 처리량 식별 구충제 폴리머

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; represented by &#34;devices&#34; created as combinations of individual genetic components. However, manual assembly of such large numbers of devices is time-intensive, error-prone, and costly. The increasing sophistication and scale of synthetic biology research necessitates an efficient, reproducible way to accommodate large-scale, complex, and high throughput device construction.
Here, a DNA assembly protocol using the Type-IIS restriction endonuclease based Modular Cloning (MoClo) technique is automated on two liquid-handling robotic platforms. Automated liquid-handling robots require careful, often times tedious optimization of pipetting parameters for liquids of different viscosities (e.g. enzymes, DNA, water, buffers), as well as explicit programming to ensure correct aspiration and dispensing of DNA parts and reagents. This makes manual script writing for complex assemblies just as problematic as manual DNA assembly, and necessitates a software tool that can automate script generation. To this end, we have developed a web-based software tool, http://mocloassembly.com, for generating combinatorial DNA device libraries from basic DNA parts uploaded as Genbank files. We provide access to the tool, and an export file from our liquid handler software which includes optimized liquid classes, labware parameters, and deck layout. All DNA parts used are available through Addgene, and their digital maps can be accessed via the Boston University BDC ICE Registry. Together, these elements provide a foundation for other organizations to automate modular cloning experiments and similar protocols.
The automated DNA assembly workflow presented here enables the repeatable, automated, high-throughput production of DNA devices, and reduces the risk of human error arising from repetitive manual pipetting. Sequencing data show the automated DNA assembly reactions generated from this workflow are ~95% correct and require as little as 4% as much hands-on time, compared to manual reaction preparation.

Here, an automated workflow to perform modular DNA &#34;device&#34; assembly using a modular cloning DNA assembly method on liquid-handling robots is presented. The protocol uses an intuitive software tool for generating liquid handler picklists for combinatorial DNA device library generation, which we demonstrate using two liquid handling platforms.

모듈형 DNA 장치 조립 로봇 액체 처리 자동화

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

Scaling of Engineered Vascular Grafts Using 3D Printed Guides and the Ring Stacking Method

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, engineered grafts offer great potential for patient treatment. However, engineered vascular grafts are generally not easily scalable, requiring manufacture of custom molds or polymer tubes in order to customize to different sizes, constituting a time-consuming and costly practice. Human arteries range in lumen diameter from about 2.0-38 mm and in wall thickness from about 0.5-2.5 mm. We have created a method, termed the "Ring Stacking Method," in which variable size rings of tissue of the desired cell type, demonstrated here with vascular smooth muscle cells (SMCs), can be created using guides of center posts to control lumen diameter and outer shells to dictate vessel wall thickness. These tissue rings are then stacked to create a tubular construct, mimicking the natural form of a blood vessel. The vessel length can be tailored by simply stacking the number of rings required to constitute the length needed. With our technique, tissues of tubular forms, similar to a blood vessel, can be readily manufactured in a variety of dimensions and lengths to meet the needs of the clinic and patient.

Scalable engineered blood vessels would improve clinical applicability. Using easily sizable 3D-printed guides, rings of vascular smooth muscle were created and stacked into a tubular form, forming a vascular graft. Grafts can be sized to meet the range of human coronary artery dimensions by simply changing the 3D-printed guide size.

3D 인쇄 가이드 및 반지 스태킹 방법을 사용하여 엔지니어링 혈관 이식의 크기 조정

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block co-polymers featuring cholesterol units as side-chain pendant groups, resulting in smectic-A (SmA) liquid crystal elastomers (LCEs). Foam-like scaffolds, prepared using metal templates, feature interconnected microchannels, making them suitable as 3D cell culture scaffolds. The combined properties of the regular structure of the metal foam and of the elastomer result in a 3D cell scaffold that promotes not only higher cell proliferation compared to conventional porous templated films, but also better management of mass transport (i.e., nutrients, gases, waste, etc.). The nature of the metal template allows for the easy manipulation of foam shapes (i.e., rolls or films) and for the preparation of scaffolds of different pore sizes for different cell studies while preserving the interconnected porous nature of the template. The etching process does not affect the chemistry of the elastomers, preserving their biocompatible and biodegradable nature. We show that these smectic LCEs, when grown for extensive time periods, enable the study of clinically relevant and complex tissue constructs while promoting the growth and proliferation of cells.

This study presents a methodology to prepare 3D, biodegradable, foam-like cell scaffolds based on biocompatible side-chain liquid crystal elastomers (LCEs). Confocal microscopy experiments show that foam-like LCEs allow for cell attachment, proliferation, and the spontaneous alignment of C2C12s myoblasts.

3D 공간 세포 배양을위한 세포 발판으로 생체 적합성 액정 엘라스토머 거품의 합성

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease modeling. Self-assembled tissues offer advantages over scaffold-based tissue engineering, such as enhanced matrix deposition, strength, and function. However, there are few available methods for fabricating 3D tissues without seeding cells on or within a supporting scaffold. Previously, we developed a system for fabricating self-assembled tissue rings by seeding cells into non-adhesive agarose wells. A polydimethylsiloxane (PDMS) negative was first cast in a machined polycarbonate mold, and then agarose was gelled in the PDMS negative to create ring-shaped cell seeding wells. However, the versatility of this approach was limited by the resolution of the tools available for machining the polycarbonate mold. Here, we demonstrate that 3D-printed plastic can be used as an alternative to machined polycarbonate for fabricating PDMS negatives. The 3D-printed mold and revised mold design is simpler to use, inexpensive to produce, and requires significantly less agarose and PDMS per cell seeding well. We have demonstrated that the resulting agarose wells can be used to create self-assembled tissue rings with customized diameters from a variety of different cell types. Rings can then be used for mechanical, functional, and histological analysis, or for fabricating larger and more complex tubular tissues.

This protocol describes a platform for fabricating self-assembled tissue rings in variable sizes using a customized 3D-printed plastic mold. PDMS negatives are cured in the 3D-printed mold; then agarose is cast in the cured PDMS negatives. Cells are seeded into the resulting agarose wells where they aggregate into tissue rings.

셀 시드를 위한 사용자 지정 Agarose 우물 및 자기 조립 금형 3D 인쇄를 사용 하 여 조직 반지 제작

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

Wet-spinning-based Molding Process of Gelatin for Tissue Regeneration

This article presents an inexpensive method to fabricate gelatin, as a natural polymer, into monofilament fibers or other appropriate forms. Through the wet spinning method, gelatin fibers are produced by smooth extrusion in a suitable coagulation medium. To increase the functional surface of these gelatin fibers and their ability to mimic the features of tissues, gelatin can be molded into a tube form by referring to this concept. Examined by in vitro and in vivo tests, the gelatin tubes demonstrate a great potential for application in tissue engineering. Acting as a suitable filling gap material, gelatin tubes can be used to substitute the tissue in the damaged area (e.g., in the nervous or cardiovascular system), as well as to promote regeneration by providing a direct replacement of stem cells and neural circuitry. This protocol provides a detailed procedure for creating a biomaterial based on a natural polymer, and its implementation is expected to greatly benefit the development of correlative natural polymers, which help to realize tissue regeneration strategies.

We developed and describe a protocol based on the wet spinning concept, for the construction of gelatin-based biomaterials used for the application of tissue engineering.

조직 재생에 대 한 젤라틴의 젖은 회전-기반 성형 과정

This article presents an inexpensive method to fabricate gelatin, as a natural polymer, into monofilament fibers or other appropriate forms. Through the ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with controlled pore structure and mechanical properties. Cellulose nanocrystals (CNCs, 69.62 wt%) based hydrogel ink with matrix (sodium alginate and gelatin) was developed and 3D printed into scaffolds with uniform and gradient pore structure (110-1,100 &#181;m). The scaffolds showed compression modulus in the range of 0.20-0.45 MPa when tested in simulated in vivo conditions (in distilled water at 37 &#176;C). The pore sizes and the compression modulus of the 3D scaffolds matched with the requirements needed for cartilage regeneration applications. This work demonstrates that the consistency of the ink can be controlled by the concentration of the precursors and porosity can be controlled by the 3D printing process and both of these factors in return defines the mechanical properties of the 3D printed porous hydrogel scaffold. This process method can therefore be used to fabricate structurally and compositionally customized scaffolds according to the specific needs of patients.&#160;

The three critical steps of this protocol are i) developing the right composition and consistency of the cellulose hydrogel ink, ii) 3D printing of scaffolds into various pore structures with good shape fidelity and dimensions and iii) demonstration of the mechanical properties in simulated body conditions for cartilage regeneration.

3D 인쇄 다공성 셀 루 로스 나노 하이드로 겔 건설 기계

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling costs. This increasing popularity is partly driven by falling barriers to entry such as system set-up costs and ease of operation. The following protocol presents the design and construction of an Additive Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) 3D printer for the fabrication of custom parts and components. ADDME has been designed with a combination of 3D-printed, laser-cut, and online-sourced components. The protocol is arranged into easy-to-follow sections, with detailed diagrams and parts lists under the headings of framing, y-axis and bed, x-axis, extrusion, electronics, and software. The performance of ADDME is evaluated through extrusion testing and 3D printing of complex objects using viscous cream, chocolate, and Pluronic F-127 (a model for bioinks). The results indicate that ADDME is a capable platform for the fabrication of materials and constructs for use in a wide range of industries. The combination of detailed diagrams and video content facilitates access to low-cost, easy-to-operate equipment for individuals interested in 3D printing of complex objects from a wide range of materials.

The aim of this work is to design and construct a reservoir-based melt extrusion three-dimensional printer made from open-source and low-cost components for applications in the biomedical and food printing industries.

오픈 소스, 저비용 바이오 잉크 및 식품 용융 압출 3D 프린터 설계

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...