Bujur man bandu si enggo reh ku nature.com enda. Versi browser si ipakendu lit dukungen CSS si terbatas. Gelah banci datndu pengalamen si mehulina, isaranken kami gelah ipakendu versi browser si mbaru (ntah pe mateken mode kompatibilitas bas Internet Explorer). Selain si e, gelah banci terus lit dukungen, situs enda la lit gaya ntah pe JavaScript.
Pergeraken organ ras jaringan banci erbahanca lit kesalahen i bas posisi sinar-X sanga radioterapi. Emaka, bahan-bahan si lit sifat mekanis ras radiologis si setara ras jaringan iperluken guna niru geraken organ guna optimasi radioterapi. Tapi, pengembangan bahan-bahan si bage tetap jadi sada tantangen. Hidrogel alginat lit sifatna si mirip ras matriks ekstraseluler, erbahanca ia menjanjiken jadi bahan si setara jaringan. I bas penelitian enda, busa hidrogel alginat si lit sifat mekanis ras radiologis si isuraken isintesis alu pelepasen Ca2+ in situ. Rasio udara-volume ikontrol alu megermet guna ndatken busa hidrogel si sifat mekanik ras radiologisna enggo itentuken. Ikarakterisasi makro ras mikromorfologi bahan-bahan e, janah ipelajari perbahanen busa-busa hidrogel si lit i bas kompresi. Sifat radiologisna iperkiraken secara teoritis ras iverifikasi secara eksperimental alu make tomografi komputerisasi. Studi enda mereken terang kerna perkembangen masa depan bahan-bahan si setara jaringan si banci ipake guna optimasi dosis radiasi ras kontrol kualitas sanga radioterapi.
Terapi radiasi eme sada tambar si biasa ilakoken guna nambari kanker1. Pergeraken organ ras jaringan rusur erbahanca terjadi kesalahan ibas posisi sinar-X ibas terapi radiasi2, si banci erbahanca kurang perawaten tumor ras berlebihen sel-sel si sehat i sekelewetna nandangi radiasi si la perlu. Kemampuan guna memprediksi pergeraken organ ras jaringan sangat penting guna meminimalken kesalahan lokalisasi tumor. Penelitin enda fokus ku paru-paru, perban paru-paru e mengalami deformasi ras geraken si signifikan sanga pasien ernafas sanga terapi radiasi. Erbage model elemen terbatas enggo ikembangken ras iterapken guna mensimulasiken gerak paru-paru manusia3,4,5. Tapi, organ ras jaringan manusia lit geometrina si kompleks janah tuhu-tuhu bergantung man pasien. Emaka bahan-bahan si lit sifatna setara ras jaringan tuhu-tuhu erguna guna ngembangken model fisik guna memvalidasi model teoritis, memfasilitasi perawatan medis si lebih mehuli, ras guna tujun pendidiken medis.
Perkembangen bahan-bahan si meniru jaringan lunak guna ndatken geometri struktural eksternal ras internal si kompleks enggo menarik melala perhatian erkiteken ketidakkonsistenan mekanis si melekat i bas ia banci erbahanca kegagalan i bas aplikasi sasaran6,7. Pemodelen biomekanika jaringan paru-paru si kompleks, si menggabungken kelembuten, elastisitas, ras porositas struktural si ekstrim, mereken sada tantangen si signifikan i bas mengembangken model si mereproduksi paru-paru manusia alu akurat. Integrasi ras pencocoken sifat mekanik ras radiologis penting kal guna kinerja model paru-paru si efektif i bas intervensi terapi. Pembuatan aditif enggo terbukti efektif ibas mengembangken model khusus pasien, si memungkinken prototipe desain si kompleks alu pedas. Shin ras teman-temanna. 8 ikembangkenna model paru-paru si banci ireproduksi ras banci iubah bentukna alu saluren napas si icetak 3D. Haselaar ras teman-temanna. 9 ikembangkenna sada hantu si mirip kel ras pasien si tuhu-tuhu guna penilaian kualitas gambar ras metode verifikasi posisi guna radioterapi. Hong dkk10 mengembangken model CT dada alu make teknologi cetak 3D ras pengecoran silikon guna mereproduksi intensitas CT erbage lesi paru-paru guna mengevaluasi akurasi kuantifikasi. Tapi, prototipe enda rusur ibahan ibas bahan-bahan si sifat efektifna berbeda kal ras jaringan paru-paru11.
Gundari, sebagin besar hantu paru-paru ibahan ibas busa silikon ntah pe poliuretan nari, si la cocok ras sifat mekanik ras radiologis parenkim paru-paru si nyata.12,13 Hidrogel alginat biokompatibel ras enggo melala ipake ibas rekayasa jaringan erkiteken sifat mekanikna si banci isetel. phantom si tepat meniru elastisitas ras struktur pengisian jaringan paru-paru tetap jadi tantangen eksperimental.
Ibas penelitian enda, iasumsiken maka jaringan paru-paru eme bahan elastis si homogen. Kepadaten jaringan paru-paru manusia (\(\:\rho\:\)) ilaporken 1,06 g/cm3, janah kepadaten paru-paru si menggembung 0,26 g/cm315. Erbage-bage nilai modulus Young (MY) jaringan paru-paru enggo idatken alu make metode eksperimen si berbeda. Lai-Fook ras teman-temanna. 16 iukur YM paru-paru manusia alu inflasi si seragam jadi 0,42–6,72 kPa. Goss ras teman-temanna. 17 ipakena elastografi resonansi magnetik janah ilaporkenna YM 2,17 kPa. Liu ras teman-temanna. 18 ilaporken YM si iukur secara langsung 0,03–57,2 kPa. Ilegbusi ras teman-temanna. 19 iperkiraken YM 0,1–2,7 kPa erpalasken data CT 4D si idatken i bas pasien si terpilih nari.
Bagi sifat radiologis paru-paru, piga-piga parameter ipake guna nuriken perilaku interaksi jaringan paru-paru ras sinar-X, termasuk komposisi unsur, kepadaten elektron (\(\:{\rho\:}_{e}\)), nomor atom efektif (\(\:{Z}_{eff\) ma), me koefisien redamen (\(\:\mu\:/\rho\:\)) ras satuan Hounsfield (HU), si erhubungen langsung ras \(\:\mu\:/\rho\:\).
Kepadaten elektron \(\:{\rho\:}_{e}\) iertiken jumlah elektron per satuan volume ras iperhitungken bagi si tersena i teruh enda:
i ja \(\:\rho\:\) eme kepadaten bahan ibas g/cm3, \(\:{N}_{A}\) eme konstanta Avogadro, \(\:{w}_{i}\) eme pecahen massa, \(\:){Z}_{i}\) eme nomor atom:{\} si\{ unsur si i-ken.
Nomor atom e berhubungen langsung ras sifat interaksi radiasi ibas bahan e. Bagi senyawa ras campuren si lit piga-piga unsurna (misalna, kain), nomor atom efektif \(\:{Z}_{eff}\) arus iperhitungken. Rumus si iusulken Murthy dkk. 20:
Rata-rata energi eksitasi \(\:I\) nuriken uga gampangna bahan sasaran nyerep energi kinetik partikel-partikel si menembus. Iturikenna hanya sifat-sifat bahan sasaran ras la lit hubungenna ras sifat-sifat partikel-partikel e. \(\:I\) banci ihitung alu nerapken aturan aditivitas Bragg:
Koefisien redamen massa \(\:\mu\:/\rho\:\) nuriken penembusen ras pelepasen energi foton ibas bahan sasaran. Banci iperhitungken alu make rumus enda:
I ja \(\:x\) eme ketebalen bahan, \(\:{I}_{0}\) eme intensitas cahaya si masuk, ras \(\:I\) eme intensitas foton kenca penembusen ku bas bahan. Data \(\:\mu\:/\rho\:\) banci idatken langsung i bas Basis Data Rujuken Standar NIST 12621 nari. Nilai \(\:\mu\:/\rho\:\) guna campuren ras senyawa banci ibuat alu make aturan aditivitas bagi si tersena i teruh enda:
HU eme sada unit pengukuren radiodensitas si la erdimensi si enggo ibakuken ibas penafsiren data tomografi komputerisasi (CT), si iubah secara linier arah koefisien redamen si iukur \(\:\mu\:\). Idefinisiken bagi enda:
ija \(\:{\mu\:}_{lau}\) eme koefisien redamen lau, ras \(\:{\mu\:}_{udara}\) eme koefisien redamen udara. Emaka arah rumus (6) siidah maka nilai HU lau eme 0, janah nilai HU udara eme -1000. Nilai HU man paru-paru manusia berkisar -600 seh ku -70022.
Piga-piga bahan si setara ras jaringan enggo ikembangken. Griffith ras teman-temanna. 23 mengembangken model setara jaringan torso manusia si ibahan ibas poliuretan (PU) nari si itambahken erbage konsentrasi kalsium karbonat (CaCO3) guna mensimulasiken koefisien redamen linier erbage organ manusia termasuk paru-paru manusia, janah model e ibahan gelarna Griffith. Taylor24 ncidahken model setara jaringan paru-paru si peduaken si ikembangken Laboratorium Nasional Lawrence Livermore (LLNL), si igelari LLLL1. Traub dkk.25 mengembangken pengganti jaringan paru-paru si mbaru alu make Foamex XRS-272 si mengandung 5,25% CaCO3 sebage penambah kinerja, si ibahan gelarna ALT2. Tabel 1 ras 2 ncidahken perbandingen \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) ras koefisien pelemahen massa guna paru-paru manusia (ICRU-44) ras jaringan si setara i datas.
Aminna pe sifat radiologis si mehuli si idatken, hampir kerina bahan phantom ibahan i bas busa polistirena nari, ertina sifat mekanis bahan-bahan enda la banci ndeher ras paru-paru manusia. Modulus Young (YM) busa poliuretan eme sekitar 500 kPa, si ndauh ibas ideal nari adi ibandingken ras paru-paru manusia si normal (kira-kira 5-10 kPa). Emaka perlu ikembangken bahan si mbaru si banci memenuhi karakteristik mekanis ras radiologis paru-paru manusia si tuhu-tuhu.
Hidrogel enda melala ipake ibas rekayasa jaringan. Struktur ras sifatna mirip ras matriks ekstraseluler (ECM) janah gampang isesuaiken. Ibas penelitian enda, natrium alginat murni ipilih jadi biomaterial guna persiapen busa. Hidrogel alginat biokompatibel ras melala ipake ibas rekayasa jaringan erkiteken sifat mekanisna si banci isesuaiken. Komposisi unsur natrium alginat (C6H7NaO6)n ras litna Ca2+ erbahanca sifat radiologisna banci isesuaiken sue ras kebutuhen. Kombinasi sifat mekanis ras radiologis si banci isesuaiken enda erbahanca hidrogel alginat ideal guna penelitianta. Tentu saja, hidrogel alginat pe lit keterbatasenna, khususna i bas hal stabilitas jangka panjang i bas siklus pernapasen simulasi. Emaka perlu ras iarapken perbaiken lebih lanjut ibas penelitian si reh guna ngatasi keterbatasen enda.
I bas dahin enda, ikembangken kami bahan busa hidrogel alginat si lit nilai rho si banci ikontrol, elastisitas, ras sifat radiologis si mirip ras jaringan paru-paru manusia. Penelitian enda mereken solusi umum guna erbahan hantu-hantu si mirip jaringan alu sifat elastis ras radiologis si banci isetel. Sifat-sifat bahan e banci alu gampang isesuaiken ras jaringan ras organ manusia kai pe.
Rasio udara target ras volume busa hidrogel e iperhitungken erpalasken rentang HU paru-paru manusia (-600 seh ku -700). Iasumsiken maka busa e campuren sederhana udara ras hidrogel alginat sintetis. Alu make aturan penambahan sederhana unsur-unsur individu \(\:\mu\:/\rho\:\), banci ihitung pecahen volume udara ras rasio volume hidrogel alginat si isintesis.
Busa hidrogel alginat ibahan alu make natrium alginat (Bagin No. W201502), CaCO3 (Bagin No. 795445, MW: 100,09), ras GDL (Bagin No. 70% Natrium Lauril Eter Sulfat (SLES 70) itukur i bas LLC Perdagangen Terkenal nari. Lau si enggo deionisasi ipake i bas proses persiapen busa. Natrium alginat ilarutken ibas lau deionisasi ibas suhu kamar alu pengaduken si tetap (600 rpm) seh maka idatken larutan tembus kuning si homogen. CaCO3 ibas kombinasi ras GDL ipake sebage sumber Ca2+ guna memulai gelasi. SLES 70 ipake jadi surfaktan guna membentuk struktur si berpori i bas hidrogel. Konsentrasi alginat tetap 5% ras rasio mol Ca2+:-COOH tetap 0,18. Rasio molar CaCO3:GDL pe ijaga 0,5 ibas persiapen busa guna njaga pH netral. Nilai eme 26. 2% menurut volume SLES 70 itambahken ku kerina sampel. Gelas si lit tutupna ipake guna ngontrol rasio pencampuren larutan ras udara. Total volume gelas e lit 140 ml. Erpalasken hasil perhitungan teoritis, volume campuren si berbeda (50 ml, 100 ml, 110 ml) itambahken ku gelas guna icampur ras udara. Sampel si lit 50 ml campuren e ibahan guna icampur ras udara si cukup, sedangken rasio volume udara i bas dua sampel si deban ikontrol. Pertama, SLES 70 itambahken ku larutan alginat ras iaduk alu pengaduk listrik seh tuhu-tuhu icampur. Jenari, suspensi CaCO3 itambahken ku bas campuren e janah iaduk terus seh maka campuren e enggo lengkap icampur, kenca si e warnana berubah jadi mbentar. Kedungenna, larutan GDL itambahken ku campuren guna memulai gelasi, janah pengaduken mekanis ijaga sepanjang proses. Bagi sampel si lit 50 ml campuren, pengaduken mekanis ipengadi tupung volume campuren ngadi berubah. Bagi sampel si lit 100 ml ras 110 ml campuren, pengaduken mekanis ihentiken sanga campuren e ngisi gelas. Bagepe iusahaken kami nikapken busa hidrogel si volume antara 50 ml ras 100 ml. Tapi, ketidakstabilan struktural busa e iperdiateken, erkiteken berfluktuasi antara keadaan pencampuren udara si lengkap ras keadaan kontrol volume udara, si erbahanca kontrol volume la konsisten. Ketidakstabilan enda mpetandaken ketidakpastian ku bas perhitungen, janah erkiteken si e rentang volume enda la imasukken ku bas penelitian enda.
Kepadaten \(\:\rho\:\) busa hidrogel ihitung alu ngukur massa \(\:m\) ras volume \(\:V\) sampel busa hidrogel.
Gambar mikroskopis optik busa hidrogel idatken alu make kamera Zeiss Axio Observer A1. Perangkat lunak ImageJ ipake guna ngitung jumlah ras ukuren distribusi pori-pori ibas sada sampel ibas daerah tertentu erpalasken gambar si idatken. Bentuk pori-porina iasumsiken melingkar.
Guna mpelajari sifat mekanik busa-busa hidrogel alginat, ilakoken uji kompresi uniaksial alu make mesin seri TESTRESOURCES 100. Sampel-sampel e igunting jadi balok-balok persegi panjang janah dimensi balok-balok e iukur guna ngitung tegangan ras regangan. Kecepatan ulu silang e ibahan 10 mm/min. Telu sampel iuji guna tiap sampel janah rata-rata ras standar deviasi iperhitungken arah hasilna. Penelitian enda fokus ku sifat mekanik tekan busa-busa hidrogel alginat erkiteken jaringan paru-paru terkena gaya tekan ibas tahap tertentu ibas siklus pernapasen. Ekstensibilitas tentuna penting kal, khususna guna ncidahken perilaku dinamis penuh jaringan paru-paru ras enda iselidiki i bas penelitian si reh.
Sampel busa hidrogel si enggo isikapken e ipindai alu alat CT saluren ganda Siemens SOMATOM Drive. Parameter pemindaian itetapken bagi si tersena i teruh enda: 40 mAs, 120 kVp ras ketebalen irisen 1 mm. Berkas DICOM si ihasilken i analisis alu make perangkat lunak MicroDicom DICOM Viewer guna nganalisis nilai HU 5 penampang tiap sampel. Nilai HU si idatken alu CT ibandingken ras perhitungan teoritis erpalasken data kepadaten sampel.
Tujun penelitian enda eme guna merevolusi pembuatan model organ individu ras jaringan biologis buaten alu merekayasa bahan-bahan si lembut. Ngembangken bahan-bahan si lit sifat mekanis ras radiologis si cocok ras mekanika kerja paru-paru manusia penting guna aplikasi si itargetkan bagi meningkatken pelatihen medis, perencanaan bedah, ras perencanaan terapi radiasi. I bas gambar 1A, ibahan kami plot perbedaan antara sifat mekanik ras radiologis bahan-bahan lembut si ianggap ipake guna erbahan model paru-paru manusia. Seh asa gundari enggo ikembangken bahan-bahan si ncidahken sifat radiologis si isuraken, tapi sifat mekanisna la cocok ras syarat si isuraken. Busa poliuretan ras karet eme bahan si paling mbue ipake guna erbahan model paru-paru manusia si banci iubah bentukna. Sifat mekanis busa poliuretan (modulus Young, YM) biasana 10 seh ku 100 kali lebih mbelin asangken jaringan paru-paru manusia si normal. Bahan-bahan si ncidahken sifat mekanik ras radiologis si isuraken lenga ieteh.
(A) Representasi skematis sifat-sifat erbage bahan lembut ras perbandingen ras paru-paru manusia ibas segi kepadaten, modulus Young ras sifat radiologis (ibas HU). (B) Pola difraksi sinar-X hidrogel alginat \(\:\mu\:/\rho\:\) alu konsentrasi 5% ras rasio mol Ca2+:-COOH 0,18. (C) Rentang rasio volume udara i bas busa hidrogel. (D) Representasi skematis busa hidrogel alginat alu rasio volume udara si berbeda.
Komposisi unsur hidrogel alginat si konsentrasina 5% ras rasio mol Ca2+:-COOH 0,18 iperhitungken, janah hasilna ituriken i bas Tabel 3. Rikutken aturan penambahan i bas rumus sebelumna (5), koefisien redamen massa ob)tain hidrogel alginat \(\:\:ho\:mu\d gambar i bas\(\:\:ho\:mu 1B.
Nilai \(\:\mu\:/\rho\:\) guna udara ras lau idatken langsung i bas database acuan standar NIST 12612 nari. Alu bage, gambar 1C ncidahken rasio volume udara si iperhitungken i bas busa hidrogel si nilai setara HU antara -600 ras -700 man paru-paru manusia. Rasio volume udara si ihitung secara teoritis stabil i bas 60–70% i bas rentang energi mulai 1 × 10−3 seh ku 2 × 101 MeV, si ncidahken potensi si mehuli guna penerapan busa hidrogel i bas proses pembuatan hilir.
Gambar 1D ncidahken sampel busa hidrogel alginat si enggo isikapken. Kerina sampel e igunting jadi kubus alu gedang tepi 12,7 mm. Hasilna teridah maka terbentuk busa hidrogel si homogen ras stabil telu dimensi. La soal rasio volume udara, la lit perbedan si signifikan i bas penampilen busa-busa hidrogel si iperdiatekenna. Sifat mandiri busa hidrogel ncidahken maka jaringan si terbentuk i bas hidrogel e cukup megegeh guna menopang berat busa e sendiri. Selain lit sitik kebocoran lau i bas busa e nari, busa e pe ncidahken stabilitas si sementara piga-piga minggu dekahna.
Alu ngukur massa ras volume sampel busa, iperhitungken kepadaten busa hidrogel si enggo isikapken \(\:\rho\:\), janah hasilna ituriken ibas Tabel 4. Hasilna ncidahken ketergantungan \(\:\rho\:\) nandangi rasio volume udara. Adi udara si cukup icampur ras 50 ml sampel, maka kepadatenna jadi si terendah ras 0,482 g/cm3. Adi jumlah udara campuren reh kurangna, maka kepadatenna reh buena jadi 0,685 g/cm3. Nilai p maksimal antara kelompok 50 ml, 100 ml ras 110 ml eme 0,004 < 0,05, si ncidahken signifikansi statistik hasilna.
Nilai teoritis \(\:\rho\:\) pe ihitung alu make rasio volume udara si terkontrol. Hasil si iukur ncidahken maka \(\:\rho\:\) kitiken 0,1 g/cm3 asangken nilai teoritis. Perbedaan enda banci ijelasken alu stres internal si terhasil ibas hidrogel ibas proses gelasi, si erbahanca bengkak ras alu bage erbahanca \(\:\rho\:\) nurun. Hal enda lebih itegasken alu pengamatan piga-piga celah ibas busa hidrogel ibas gambar CT si icidahken ibas gambar 2 (A, B ras C).
Gambar mikroskopi optik busa hidrogel si berbeda kandungan volume udara (A) 50, (B) 100, ras (C) 110. Jumlah sel ras persebaran ukuren pori-pori i bas sampel busa hidrogel alginat (D) 50, (E) 100, (F) 110.
Gambar 3 (A, B, C) ncidahken gambar mikroskop optik sampel busa hidrogel si berbeda rasio volume udara. Hasilna ncidahken struktur optik busa hidrogel, jelas ncidahken gambar pori-pori si berbeda diameterna. Persebaran jumlah ras diameter pori-pori iperhitungken alu make ImageJ. Enam gambar ibuat guna tep-tep sampel, tep-tep gambar lit ukurenna 1125,27 μm × 843,96 μm, janah total luas si ianalisis guna tep-tep sampel eme 5,7 mm2.
(A) Perilaku stres-regangan kompresif busa hidrogel alginat alu rasio volume udara si berbeda. (B) Pas si eksponensial. (C) Kompresi E0 busa hidrogel si berbeda rasio volume udara. (D) Tegangan tekan akhir ras regangan busa hidrogel alginat alu rasio volume udara si berbeda.
Gambar 3 (D, E, F) ncidahken maka persebaran ukuren pori-pori relatif seragam, mulai puluhen mikrometer seh ku sekitar 500 mikrometer. Ukuren pori-pori e pada dasarna seragam, janah reh kurangna sitik adi volume udara reh kurangna. Menurut data uji, ukuren pori-pori rata-rata sampel 50 ml eme 192,16 μm, mediana eme 184,51 μm, ras jumlah pori-pori per satuan luas eme 103; ukuren pori-pori rata-rata sampel 100 ml eme 156,62 μm, mediana eme 151,07 μm, ras jumlah pori-pori per satuan luas eme 109; nilai si sesuai ras sampel 110 ml eme 163,07 μm, 150,29 μm ras 115. Data ncidahken maka pori-pori si lebih mbelin lebih mbelin pengaruhna nandangi hasil statistik ukuren pori-pori rata-rata, janah ukuren pori-pori median banci lebih ncidahken tren perubahen ukuren pori-pori. Adi volume sampel meningkat ibas 50 ml nari ku 110 ml, maka jumlah pori-pori pe meningkat. Adi si gabungken hasil statistik diameter pori median ras jumlah pori, banci isimpulken maka alu meningkatna volume, reh buena pori-pori si ukurenna lebih kitik terbentuk i bas sampel.
Data uji mekanis si lit ibas gambar 4A ras 4D. Gambar 4A ncidahken perilaku stres-regangan kompresif busa-busa hidrogel si enggo isikapken alu rasio volume udara si berbeda. Hasilna ncidahken maka kerina sampel lit perilaku stres-regangan nonlinier si seri. Bagi tep-tep sampel, stres e reh pedasna reh buena regangan. Kurva eksponensial ipasang ku perilaku stres-regangan kompresif busa hidrogel. Gambar 4B ncidahken hasil kenca iterapken fungsi eksponensial sebage model si mendekati busa hidrogel.
Bagi busa-busa hidrogel si berbeda rasio volume udara, modulus tekanna (E0) pe ipelajari. Serupa ras analisis hidrogel, modulus Young kompresif iselidiki ibas kisaran 20% regangan awal. Hasil tes kompresi e banci siidah ibas gambar 4C. Hasil ibas gambar 4C ncidahken maka ibas rasio volume udara nurun ibas sampel 50 nari ku sampel 110, maka modulus Young kompresif E0 busa hidrogel alginat meningkat ibas 10,86 kPa nari ku 18 kPa.
Bagepe kurva tegangan-regangan lengkap busa-busa hidrogel, bagepe nilai tegangan ras regangan tekan akhir, idatken. Gambar 4D ncidahken tegangan tekan ras regangan akhir busa-busa hidrogel alginat. Tiap titik data eme rata-rata telu hasil tes. Hasilna ncidahken maka tegangan tekan akhir meningkat ibas 9,84 kPa nari ku 17,58 kPa alu kandungan gas si berkurang. Regangan si terakhir tetap stabil kira-kira 38%.
Gambar 2 (A, B, ras C) ncidahken gambar CT busa hidrogel si berbeda rasio volume udara si sesuai ras sampel 50, 100, ras 110 masing-masing. Gambar-gambar e ncidahken maka busa hidrogel si terbentuk e hampir homogen. Sejumlah celah si kitik iperhatiken ibas sampel 100 ras 110. Pembentuken celah enda banci saja erkiteken tekanan internal si terhasil ibas hidrogel ibas proses gelasi. Ihitung kami nilai HU guna 5 penampang tiap sampel ras isuratken kami i bas Tabel 5 radu ras hasil perhitungen teoritis si sesuai.
Tabel 5 ncidahken maka sampel si berbeda rasio volume udara ndatken nilai HU si berbeda. Nilai p maksimal antara kelompok 50 ml, 100 ml ras 110 ml eme 0,004 < 0,05, si ncidahken signifikansi statistik hasilna. I bas telu sampel si iuji, sampel si lit campuren 50 ml lit sifat radiologisna si ndeherna ras paru-paru manusia. Kolom terakhir Tabel 5 eme hasil si idatken alu perhitungan teoritis erpalasken nilai busa si iukur \(\:\rho\:\). Alu membandingken data si iukur ras hasil teoritis, banci idatken maka nilai HU si idatken alu CT scanning umumna ndeher ras hasil teoritis, si i bas gilirenna menegasken hasil perhitungan rasio volume udara i bas Gambar 1C.
Tujun utama penelitian enda eme guna erbahan bahan si sifat mekanis ras radiologisna sebanding ras paru-paru manusia. Tujun enda tercapai alu mengembangken bahan berbasis hidrogel si sifat mekanik ras radiologis si setara jaringan si isesuaiken si sedekat mungkin ras paru-paru manusia. Ibimbing alu perhitungan teoritis, busa hidrogel si rasio volume udarana berbeda isikapken alu mencampur secara mekanis larutan natrium alginat, CaCO3, GDL ras SLES 70. Analisis morfologis ncidahken maka terbentuk busa hidrogel stabil telu dimensi si homogen. Alu ngubah rasio volume udara, kepadaten ras porositas busa banci iubah-ubah sue ras sura-surana. Alu meningkatna kandungan volume udara, ukuren pori-pori sitik berkurang ras jumlah pori-pori pe ertambah. Uji kompresi ilakoken guna nganalisis sifat mekanis busa-busa hidrogel alginat. Hasilna ncidahken maka modulus kompresi (E0) si idatken arah tes kompresi lit ibas kisaran si ideal man paru-paru manusia. E0 meningkat adi rasio volume udara reh kurangna. Nilai-nilai sifat radiologis (HU) sampel si enggo isikapken idatken erpalasken data CT sampel ras ibandingken ras hasil perhitungan teoritis. Hasilna mehuli kel. Nilai si iukur pe ndeher ras nilai HU paru-paru manusia. Hasilna ncidahken maka banci iban busa hidrogel si meniru jaringan alu kombinasi sifat mekanis ras radiologis si ideal si meniru sifat paru-paru manusia.
Aminna pe hasilna menjanjiken, metode fabrikasi si genduari perlu ipehuli guna lebih mengendaliken rasio volume udara ras porositas guna cocok ras prediksi arah perhitungan teoritis ras paru-paru manusia si nyata subuk i bas skala global bage pe lokal. Penelitian si genduari enda pe terbatas ibas nguji mekanika kompresi, si membatasi potensi aplikasi phantom ku fase kompresi siklus pernapasen. Penelitin i bas masa si reh banci ndatken manfaat arah menyelidiki uji tarik bage pe stabilitas mekanis bahan secara keseluruhan guna menilai potensi aplikasi i bas kondisi beban si dinamis. Amin gia lit keterbatasen enda, penelitian e nandai usaha si pemena si berhasil guna nggabungken sifat radiologis ras mekanis i bas sada bahan si niru paru-paru manusia.
Dataset si ihasilken ras/ntah pe si ianalisis i bas penelitian si genduari enda banci idat i bas penulis si sesuai adi lit pemindon si masuk akal. Baik percobaan bagepe dataset banci ireproduksi.
Lagu, G., ras si debanna. Nanoteknologi si mbaru ras bahan-bahan si canggih guna terapi radiasi kanker. Adv. Mater. 29, 1700996. I bas tahun 2017, i bas tahun 2017, lit sada bahan si ibahan i bas tahun 2017 nari.
Bunuh, PJ, ras si debanna. Laporan Satgas AAPM 76a kerna Manajemen Gerak Pernapasen ibas Onkologi Radiasi. Med. Fisika. 33, 3874-3900. I bas tahun 2006, i bas tahun 2006, lit sada buku si isuratken i bas buku enda.
Memodelken antarmuka ras nonlinieritas materi i bas paru-paru manusia. Fisika ras Kedokteran ras Biologi 53, 305-317. I bas tahun 2008, i bas tahun 2008, lit piga-piga kalak si ngatakenca maka i bas buku enda lit i bas buku enda.
Wang, X., ras si debanna. Model kanker paru-paru si mirip tumor si ihasilken alu bioprinting 3D. 3. Bioteknologi si mehuli. 8 I bas tahun 2018, i bas tahun 2018, isuratken i bas buku enda.
Lee, M., ras si debanna. Pemodelan deformasi paru-paru : sada metode si menggabungken teknik pendaftaren gambar si banci iubah deformasi ras estimasi modulus Young si bervariasi secara spasial. Med. Fisika. 40, 081902. I bas tahun 2013, i bas tahun 2013.
Guimaren, CF ras teman-temanna. Kekakuan jaringan si nggeluh ras implikasina man rekayasa jaringan. Tinjauan Alam Bahan ras Lingkungen 5, 351-370 (2020).