3 d打印技术与有机硅可以改善大脑的血管和个性化神经外科

一种新的3 d打印技术使用硅酮可以使大脑血管的精确模型,使神经外科医生与之前更现实的模拟操作训练,据我们的研究最近发表在科学。

许多神经外科医生实践每个手术之前进入手术室基于模型他们知道病人的大脑。但目前的模型神经外科医生使用培训不要模仿真正的血管。他们提供不切实际的触觉反馈,缺乏小而重要的结构细节,常常排除整个解剖确定每个过程的组件将被执行。现实的和个性化的病人大脑的副本在术前模拟在实际手术可以减少错误。

3 d印刷然而,可以与柔软的感觉和副本结构精度外科医生所需要的。

3 d打印技术通常被认为是一个过程,涉及铺设层融化的塑料层凝固后作为自营结构构建。不幸的是,许多柔软的材料不融化,re-solidify塑料丝,3 d打印机的方式通常采用。用户只有一次用软材料硅胶他们必须打印在一个液态然后不可逆的固化。

形成液体在3 d

你如何做一个复杂的三维形状的液体没有坑或blob低迷结束了?

研究人员开发了一个广泛的方法嵌入式3 d打印为这个目的。使用这种技术,“墨水”沉积在洗澡的第二个支持材料设计印刷喷嘴和陷阱绕流喷嘴移动后的油墨在正确的地方。这允许用户创建复杂形状的液体把他们困在三维空间直到固化印刷结构。嵌入式3 d打印技术已经有效的构建各种软材料甚至像水凝胶、微粒子和活细胞。

然而,与硅胶印刷仍具有挑战性。液体硅胶是一种油,而大多数支持材料水性。油和水有很高的界面张力,这是驱动力后面为什么油滴在水中圆形状。这个力也使3 d打印的硅酮结构变形,即使在一个支持介质。

更糟糕的是,这些界面力驱动直径较小的有机硅功能进入液滴被打印出来。很多研究已经进入制作硅胶材料,可以打印出来没有一个支持,但这些沉重的修改也修改属性,用户关心的,像柔软而有弹性的硅胶。

3 d打印技术与AMULIT硅胶

接口的工作人员软物质物理、机械工程和材料科学,我们决定开发一个解决界面张力的问题支持材料制成的硅油。

我们认为大多数硅胶油墨化学类似于我们的硅胶支持材料,从而显著降低界面张力不同,但也足以保持分离时为3 d打印放在一起。我们创造了许多候选人支持材料,但发现最好的方法是让一个密集的硅油乳液和水。可以想想清楚蛋黄酱,由包装microdroplets硅油的连续体。我们调用这个方法加法制造在超低界面张力,或AMULIT。

AMULIT支持中,我们能以高分辨率打印现成的硅胶,创建特性,小如8微米直径(约0.0003英寸)。印刷结构弹性和耐用的传统塑造同行。

这些功能使我们能够3 d打印病人的大脑血管的精确模型基于3 d扫描以及心脏瓣膜功能模型基于平均人体解剖学。

3 d硅胶印刷在卫生保健

硅胶是一种无数的产品的关键组成部分日常消费品,从厨房用具、玩具等先进技术在电子、航空航天和医疗保健行业。

硅胶产品通常由浇注或注入液态硅胶模具和删除后凝固。制造高精度模具的费用和难度限制制造商产品,只有少数预定的大小、形状和设计。把精致的硅酮结构从模具没有损害是一个额外的障碍,当成型高度复杂的结构和制造缺陷增加。

克服这些挑战可以让发展的先进的硅树脂技术在医疗保健行业,个性化植入或特定的模拟生理结构可以改变护理。

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