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3D Printed Organ Models with Physical Properties of Tissue and Integrated Sensors

3d打印 计算机科学 生物医学工程 共形映射 材料科学 工程类 数学 数学分析
作者
Kaiyan Qiu,Zichen Zhao,Ghazaleh Haghiashtiani,Shuang‐Zhuang Guo,Mingyu He,Ruitao Su,Zhijie Zhu,Didarul B. Bhuiyan,Paari Murugan,Fanben Meng,Sung Hyun Park,Chih‐Chang Chu,Brenda M. Ogle,Daniel A. Saltzman,Badrinath R. Konety,Robert Sweet,Michael C. McAlpine
出处
期刊:Advanced materials and technologies [Wiley]
卷期号:3 (3) 被引量:71
标识
DOI:10.1002/admt.201700235
摘要

Abstract The design and development of novel methodologies and customized materials to fabricate patient‐specific 3D printed organ models with integrated sensing capabilities can yield advances in smart surgical aids for preoperative planning and rehearsal. Here, 3D printed prostate models are demonstrated with physical properties of tissue and integrated soft electronic sensors using custom‐formulated polymeric inks. The models show high quantitative fidelity in static and dynamic mechanical properties, optical characteristics, and anatomical geometries to patient tissues and organs. The models offer tissue‐mimicking tactile sensation and behavior and thus can be used for the prediction of organ physical behavior under deformation. The prediction results show good agreement with values obtained from simulations. The models also allow the application of surgical and diagnostic tools to their surface and inner channels. Finally, via the conformal integration of 3D printed soft electronic sensors, pressure applied to the models with surgical tools can be quantitatively measured.
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