Faafetai mo lou asiasi mai i le nature.com. O le lomiga o le browser o loʻo e faʻaaogaina e le lava le lagolago a le CSS. Mo le poto masani sili ona lelei, matou te fautuaina le faʻaaogaina o le lomiga aupito lata mai o le browser (pe tape le compatibility mode i le Internet Explorer). E le gata i lea, ina ia mautinoa le faʻaauauina o le lagolago, o lenei 'upega tafaʻilagi o le a le aofia ai sitaili poʻo le JavaScript.
O le gaoioi o totoga ma aano e mafai ona taitai atu ai i ni mea sese i le tulaga o X-ray i le taimi o le radiotherapy. O le mea lea, o meafaitino e tutusa ma aano o manu ma meatotino fa'a-radio e mana'omia e fa'ata'ita'i ai le gaoioi o totoga mo le fa'aleleia atili o le radiotherapy. Peita'i, o le atina'eina o ia meafaitino o lo'o avea pea ma lu'itau. O Alginate hydrogels e iai a latou meatotino e tutusa ma meatotino o le extracellular matrix, ma avea ai ma mea e foliga mai e tutusa ma aano o manu. I lenei su'esu'ega, o alginate hydrogel foams ma meatotino fa'a-radio e mana'omia na fa'aputuina e ala i le fa'asa'olotoina o le Ca2+ i totonu. O le fua fa'atatau o le ea i le voluma na fa'atonutonuina ma le fa'aeteete ina ia maua ai hydrogel foams ma meatotino fa'a-radio ua fa'amatalaina. O le macro- ma le micromorphology o meafaitino na fa'ailoaina, ma su'esu'eina le amioga o hydrogel foams i lalo o le fa'apipi'iina. O meatotino fa'a-radio na fa'atatauina i le fa'ata'ita'iga ma fa'amaonia i fa'ata'ita'iga e fa'aaoga ai le computed tomography. O lenei su'esu'ega e fa'amalamalamaina ai le atina'eina o le lumana'i o meafaitino e tutusa ma aano o manu e mafai ona fa'aaogaina mo le fa'aleleia atili o le fua o le radiation ma le pulea lelei i le taimi o le radiotherapy.
O le togafitiga fa'avevela o se togafitiga masani mo le kanesa1. O le gaoioi o totoga ma aano e masani ona i'u ai i ni mea sese i le tulaga o X-ray i le taimi o le togafitiga fa'avevela2, lea e mafai ona i'u ai i le le atoatoa o le togafitiga o le tumo ma le soona fa'aalia o sela maloloina o lo'o siomia ai i le fa'avevela e le mana'omia. O le mafai ona vavalo i le gaoioi o totoga ma aano e taua tele i le fa'aitiitia o mea sese i le nofoaga o le tumo. O lenei su'esu'ega na taula'i i mama, aua latou te o'o i ni fa'aletonu ma ni gaioiga tetele pe a manava ma'i i le taimi o le togafitiga fa'avevela. O fa'ata'ita'iga eseese o elemene fa'atapula'a ua atia'e ma fa'aoga e fa'ata'ita'i ai le gaoioi o mama o tagata3,4,5. Peita'i, o totoga ma aano o tagata o lo'o i ai ni foliga faigata ma e matua fa'alagolago lava i le tagata ma'i. O le mea lea, o meafaitino e tutusa ma aano e matua aoga lava mo le atina'eina o fa'ata'ita'iga fa'aletino e fa'amaonia ai fa'ata'ita'iga fa'ateorē, fa'afaigofie ai togafitiga fa'afoma'i, ma mo fa'amoemoega o a'oa'oga fa'afoma'i.
O le atinaʻeina o mea e faʻataʻitaʻi ai aano vaivai e ausia ai ni fausaga faigata i fafo ma totonu ua tosina mai ai le tele o le mafaufau ona o latou feeseeseaʻiga faʻamasini e mafai ona oʻo atu ai i le toilalo i faʻaoga faʻatatau6,7. O le faʻataʻitaʻiina o le biomechanics faigata o aano o le mama, lea e tuʻufaʻatasia ai le vaivai tele, le fetuutuunai, ma le porosity o le fausaga, o se luʻitau tele i le atinaʻeina o faʻataʻitaʻiga e toe gaosia ma le saʻo ai le mama o le tagata. O le tuʻufaʻatasia ma le faʻafetauiina o meatotino faʻamasini ma le radiological e taua tele mo le faʻatinoga lelei o faʻataʻitaʻiga o mama i togafitiga faʻafomaʻi. Ua faʻamaonia le aoga o le gaosiga faʻaopoopo i le atinaʻeina o faʻataʻitaʻiga faʻapitoa mo maʻi, e mafai ai ona vave faia ni faʻataʻitaʻiga o mamanu faigata. Shin et al. 8 na atiaʻe se faʻataʻitaʻiga o mama e mafai ona toe gaosia ma faʻaleagaina ma auala ea lolomi 3D. Haselaar et al. 9 na atiaʻe se phantom e tutusa lelei ma maʻi moni mo le iloiloga o le lelei o ata ma auala faʻamaonia o tulaga mo le radiotherapy. Hong et al10 na atiaʻe se faʻataʻitaʻiga CT o le fatafata e faʻaaoga ai le lolomiina 3D ma le tekinolosi silicone casting e toe gaosia ai le malosi o le CT o manuʻa eseese o mama e iloilo ai le saʻo o le fuaina. Peita’i, o nei fa’ata’ita’iga e masani ona faia i meafaitino e matua’i ese lava o latou uiga aoga mai na o le aano o le mama11.
I le taimi nei, o le tele o phantoms o mama e faia i le silicone poʻo le polyurethane foam, e le tutusa ma meatotino faʻainisinia ma le radiological o le parenchyma moni o mama.12,13 O alginate hydrogels e fetaui ma meaola ma ua faʻaaogaina lautele i le inisinia o aano ona o latou meatotino faʻainisinia e mafai ona fetuʻunaʻi.14 Peitaʻi, o le toe gaosia o le tulaga vaivai tele, e pei o le foam e manaʻomia mo se phantom o mama e faʻataʻitaʻi saʻo ai le elasticity ma le faʻatumuina o aano o mama o loʻo tumau pea o se luʻitau faʻataʻitaʻi.
I lenei suʻesuʻega, na manatu ai o le aano o le mama o se mea e tutusa le malosi e faʻapipiʻi. O le mafiafia o le aano o le mama o le tagata (\(\:\rho\:\)) ua lipotia mai e 1.06 g/cm3, ma o le mafiafia o le mama ua faʻafefeteina e 0.26 g/cm315. O le tele o tau o le Young's modulus (MY) o aano o le mama ua maua e faʻaaoga ai metotia faʻataʻitaʻi eseese. Na fuaina e Lai-Fook et al. 16 le YM o le mama o le tagata i le faʻafefeteina tutusa e 0.42–6.72 kPa. Na faʻaaogaina e Goss et al. 17 le magnetic resonance elastography ma lipotia mai se YM o le 2.17 kPa. Na lipotia mai e Liu et al. 18 se YM na fuaina saʻo o le 0.03–57.2 kPa. Na fuafua e Ilegbusi et al. 19 le YM e 0.1–2.7 kPa e faʻavae i luga o faʻamatalaga 4D CT na maua mai i gasegase filifilia.
Mo meatotino fa'a-radiologic o le mama, e tele fa'asologa e fa'aaogaina e fa'amatala ai le amioga fegalegaleai o le aano o le mama ma X-ray, e aofia ai le elemene, electron density (\(\:{\rho\:}_{e}\)), effective atomic number (\(\:{Z}_{eff}\)), mean excitation energy (\(\:I\)), mass attenuation coefficient (\(\:\mu\:/\rho\:\)) ma le Hounsfield unit (HU), lea e feso'ota'i sa'o ma le \(\:\mu\:/\rho\:\).
O le mafiafia o le eletise \(\:{\rho\:}_{e}\) ua fa'amatalaina o le aofa'i o eletise i le iunite voluma ma ua fuafuaina e pei ona taua i lalo:
lea o le \(\:\rho\:\) o le mafiafia o le meafaitino i le g/cm3, o le \(\:{N}_{A}\) o le tumau Avogadro, o le \(\:{w}_{i}\) o le vaega tele, o le \(\:{Z}_{i}\) o le numera atomika, ma o le \(\:{A}_{i}\) o le mamafa atomika o le elemene lona-i.
E fesoʻotaʻi tonu lava le numera atomika ma le natura o le fegalegaleaiga o le radiation i totonu o le meafaitino. Mo vailaʻau ma paluga o loʻo i ai ni elemene eseese (e pei o ie), e tatau ona fuafuaina le numera atomika aoga \(\:{Z}_{eff}\). O le fua faʻatatau na fautuaina e Murthy et al. 20:
O le averesi o le malosi fa'aosofia \(\:I\) e fa'amatalaina ai le faigofie ona mitiia e le mea o lo'o fa'amoemoeina le malosi fa'agaoioiga o vaega o lo'o sosolo. E na'o le fa'amatalaina o meatotino o le mea o lo'o fa'amoemoeina ma e leai se mea e fai i meatotino o vaega. E mafai ona fuafuaina \(\:I\) e ala i le fa'aogaina o le tulafono fa'aopoopo a Bragg:
O le fua fa'atatau o le fa'aitiitia o le mamafa \(\:\mu\:/\rho\:\) e fa'amatalaina ai le fa'aogaina ma le fa'asa'olotoina o le malosi o photons i totonu o le mea fa'amoemoeina. E mafai ona fuafuaina e fa'aaoga ai le fua fa'atatau lenei:
O fea o le \(\:x\) o le mafiafia o le meafaitino, o le \(\:{I}_{0}\) o le malosi o le malamalama e ulufale mai, ma o le \(\:I\) o le malosi o le photon pe a uma ona ulu atu i totonu o le meafaitino. E mafai ona maua sa'o fa'amatalaga \(\:\mu\:/\rho\:\) mai le NIST 12621 Standards Reference Database. E mafai ona maua tau \(\:\mu\:/\rho\:\) mo paluga ma mea fa'aputu e fa'aaoga ai le tulafono o le fa'aopoopoina e pei ona taua i lalo:
O le HU o se iunite fa'atulagaina e leai ni fua fa'atatau o le fuaina o le radiodensity i le fa'amatalaina o fa'amaumauga o le computed tomography (CT), lea e fa'aliliuina fa'asolosolo mai le fua fa'atatau o le attenuation coefficient \(\:\mu\:\). O lona fa'auigaga e fa'apea:
lea o le \(\:{\mu\:}_{water}\) o le attenuation coefficient o le vai, ma le \(\:{\mu\:}_{air}\) o le attenuation coefficient o le ea. O le mea lea, mai le fua fa'atatau (6) tatou te va'aia ai o le tau HU o le vai e 0, ma o le tau HU o le ea e -1000. O le tau HU mo mama o le tagata e amata mai le -600 i le -70022.
E tele mea tutusa o aano ua atiaeina. Na atiae e Griffith ma isi 23 se faʻataʻitaʻiga tutusa o aano o le tino o le tagata e faia i le polyurethane (PU) lea na faʻaopoopo i ai le tele o le calcium carbonate (CaCO3) e faʻataʻitaʻi ai le faʻaitiitia o le mamafa o totoga eseese o le tagata e aofia ai le mama o le tagata, ma na faaigoaina le faʻataʻitaʻiga o Griffith. Na tuʻuina atu e Taylor24 se faʻataʻitaʻiga tutusa lona lua o aano o le mama na atiaeina e Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), e faaigoaina LLLL1. Na atiae e Traub ma isi 25 se sui fou o aano o le mama e faʻaaoga ai le Foamex XRS-272 o loʻo i ai le 5.25% CaCO3 o se faʻaleleia atili o le faʻatinoga, lea na faaigoaina ALT2. O loʻo faʻaalia i le Laulau 1 ma le 2 se faʻatusatusaga o \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) ma le faʻaitiitia o le mamafa o le mama o le tagata (ICRU-44) ma faʻataʻitaʻiga tutusa o aano o loʻo i luga.
E ui i le lelei tele o meatotino fa'a-radiographic ua ausia, ae toetoe lava o mea uma e fai i le polystyrene foam, o lona uiga e le mafai e meatotino fa'amekanika o nei mea ona tutusa ma meatotino o mama o le tagata. O le Young's modulus (YM) o le polyurethane foam e tusa ma le 500 kPa, lea e matua ese lava mai le tulaga lelei pe a fa'atusatusa i mama masani o le tagata (pe tusa ma le 5-10 kPa). O le mea lea, e tatau ai ona atia'e se mea fou e mafai ona fetaui ma uiga fa'amekanika ma fa'a-radiographic o mama moni o le tagata.
E fa'aaogaina lautele ia Hydrogels i le inisinia o a'ano. O lona fausaga ma ona uiga e tutusa ma le extracellular matrix (ECM) ma e faigofie ona fetu'una'i. I lenei su'esu'ega, na filifilia ai le sodium alginate mama e fai ma mea ola mo le sauniaina o foams. O Alginate hydrogels e fetaui ma meaola ma e fa'aaogaina lautele i le inisinia o a'ano ona o latou uiga fa'amekanika e fetu'una'i. O le tuufaatasiga elemene o le sodium alginate (C6H7NaO6)n ma le i ai o le Ca2+ e mafai ai ona fetu'una'i ona uiga fa'a-radiology pe a mana'omia. O lenei tu'ufa'atasiga o uiga fa'amekanika ma fa'a-radiology e fetu'una'i ai e avea ai alginate hydrogels ma mea e sili ona lelei mo la matou su'esu'ega. O le mea moni, e iai fo'i tapula'a o alginate hydrogels, aemaise lava i le tulaga o le mautu i se taimi umi i taimi o fa'ata'amilosaga fa'ata'ita'i o le manava. O le mea lea, e mana'omia nisi fa'aleleiga ma e fa'amoemoeina i su'esu'ega i le lumana'i e fo'ia ai nei tapula'a.
I lenei galuega, na matou atiaʻe ai se mea e faʻafoliga ai le alginate hydrogel foam ma tau o le rho e mafai ona pulea, elasticity, ma uiga faʻa-radiology e tutusa ma le aano o le mama o le tagata. O lenei suʻesuʻega o le a maua ai se fofo lautele mo le faia o ni phantoms e pei o aano o le tino ma uiga elasticity ma radiological e mafai ona fetuʻunaʻi. E faigofie ona faʻafetaui uiga o meafaitino i soʻo se aano ma totoga o le tagata.
O le fua faatatau o le ea i le voluma o le hydrogel foam na fuafuaina e faʻavae i luga o le HU range o mama o tagata (-600 i le -700). Na manatu o le foam o se faʻafefiloi faigofie o le ea ma le alginate hydrogel faʻapitoa. I le faʻaaogaina o se tulafono faʻaopoopo faigofie o elemene taʻitasi \(\:\mu\:/\rho\:\), e mafai ona fuafuaina le vaega o le voluma o le ea ma le fua faatatau o le voluma o le alginate hydrogel ua faʻapitoaina.
Sa saunia foam hydrogel alginate e faʻaaoga ai le sodium alginate (Vaega Nu. W201502), CaCO3 (Vaega Nu. 795445, MW: 100.09), ma le GDL (Vaega Nu. G4750, MW: 178.14) na faʻatau mai le Sigma-Aldrich Company, St. Louis, MO. 70% Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES 70) na faʻatau mai le Renowned Trading LLC. Sa faʻaaogaina le vai deionized i le faagasologa o le sauniaina o le foam. Sa faʻafefiloi le sodium alginate i le vai deionized i le vevela o le potu ma le faʻagaeʻetia pea (600 rpm) seʻia oʻo ina maua se fofo samasama manino. Sa faʻaaogaina le CaCO3 faʻatasi ma le GDL o se puna Ca2+ e amata ai le gelation. Sa faʻaaogaina le SLES 70 o se surfactant e fausia ai se fausaga porous i totonu o le hydrogel. Sa tausia le maualuga o le alginate i le 5% ma le Ca2+:-COOH molar ratio sa tausia i le 0.18. O le fua faatatau o le CaCO3:GDL molar sa tausia foi i le 0.5 i le taimi o le sauniuniga o le foam ina ia faatumauina ai se pH e le soona fai. O le tau e 26. 2% i le voluma o le SLES 70 sa faaopoopo i faataitaiga uma. O se ipu tioata e iai se tapuni sa faaaogaina e pulea ai le fua faatatau o le palu faatasi o le vaifofo ma le ea. O le aofaʻi atoa o le voluma o le ipu tioata e 140 ml. E faavae i luga o taunuuga o le fuafuaina o le teoria, o voluma eseese o le paluga (50 ml, 100 ml, 110 ml) sa faaopoopo i le ipu tioata e palu faatasi ai ma le ea. O le faataitaiga o loʻo iai le 50 ml o le paluga sa mamanuina ina ia palu faatasi ma le ea e lava, ae o le fua faatatau o le voluma o le ea i isi faataitaiga e lua sa pulea. Muamua, sa faaopoopo le SLES 70 i le vaifofo alginate ma faagaeetia i se masini faagaeetia eletise seia oo ina palu faatasi. Ona faaopoopo lea o le CaCO3 suspension i le paluga ma faagaeetia pea seia oo ina palu faatasi le paluga, pe a suia lona lanu i le paʻepaʻe. Mulimuli ane, sa faaopoopo le vaifofo GDL i le paluga e amata ai le gelatination, ma sa faatumauina le faagaeetia faaniukilia i le faagasologa atoa. Mo le faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le 50 ml o le paluga, na taofia le faʻagaeʻetia faʻamekanika pe a taofia le suia o le voluma o le paluga. Mo faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le 100 ml ma le 110 ml o le paluga, na taofia le faʻagaeʻetia faʻamekanika pe a faʻatumuina le ipu tioata i le paluga. Na matou taumafai foʻi e saunia ni foam hydrogel ma le voluma i le va o le 50 ml ma le 100 ml. Peitaʻi, na matauina le le mautu o le fausaga o le foam, aua na fesuisuiaʻi i le va o le tulaga o le palu atoa o le ea ma le tulaga o le puleaina o le voluma o le ea, ma iʻu ai i le le tutusa o le puleaina o le voluma. O lenei le mautu na faʻatupuina ai le le mautonu i fuafuaga, ma o lea la e leʻi aofia ai lenei vaega o le voluma i lenei suʻesuʻega.
O le mafiafia \(\:\rho\:\) o se hydrogel foam e fuafuaina e ala i le fuaina o le mamafa \(\:m\) ma le voluma \(\:V\) o se faʻataʻitaʻiga o le hydrogel foam.
Na maua ata opitika ma'isikoli o le hydrogel foams e fa'aaoga ai le meapueata Zeiss Axio Observer A1. Na fa'aaoga le polokalama ImageJ e fuafua ai le aofa'i ma le tele o le tufatufaina o pu i totonu o se fa'ata'ita'iga i se vaega patino e fa'atatau i ata na maua. O le foliga o pu e manatu o se li'o.
Mo le suʻesuʻeina o meatotino faʻainisinia o le alginate hydrogel foams, na faia ai suʻega faʻapipiʻi uniaxial e faʻaaoga ai se masini TESTRESOURCES 100 series. Na tipiina faʻataʻitaʻiga i poloka faʻatafafā ma fuaina le fua o poloka e fuafua ai le mamafa ma le faʻamalosi. Na setiina le saoasaoa o le ulu i le 10 mm/min. E tolu faʻataʻitaʻiga na tofotofoina mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi ma na fuafuaina le averesi ma le tulaga masani mai iʻuga. O lenei suʻesuʻega na taulaʻi i meatotino faʻainisinia o le faʻapipiʻiina o le alginate hydrogel foams talu ai o le aano o le mama e aʻafia i malosiaga faʻapipiʻi i se tulaga patino o le taamilosaga manava. O le faʻalauteleina e taua tele, aemaise lava e atagia ai le amio atoatoa o le aano o le mama ma o le a suʻesuʻeina lenei mea i suʻesuʻega i le lumanaʻi.
O faʻataʻitaʻiga o le hydrogel foam ua saunia sa suʻesuʻeina i luga o le Siemens SOMATOM Drive dual-channel CT scanner. O faʻatulagaga o suʻesuʻega sa faʻatulagaina e pei ona taua i lalo: 40 mAs, 120 kVp ma le 1 mm le mafiafia o le fasi. O faila DICOM na maua sa suʻesuʻeina e faʻaaoga ai le polokalama MicroDicom DICOM Viewer e suʻesuʻe ai tau HU o vaega faʻalava e 5 o faʻataʻitaʻiga taʻitasi. O tau HU na maua mai le CT sa faʻatusatusaina ma faʻatusatusaga faʻateorē e faʻavae i luga o faʻamatalaga o le mafiafia o faʻataʻitaʻiga.
O le fa'amoemoega o lenei su'esu'ega o le suia lea o le gaosiga o fa'ata'ita'iga o totoga ta'itasi ma a'ano fa'apitoa e ala i le fa'ainisinia o mea vaivai. O le atina'eina o meafaitino e iai uiga fa'ainisinia ma fa'a-radio e fetaui ma faiga fa'atino o mama o le tagata e taua mo fa'aoga fa'apitoa e pei o le fa'aleleia atili o a'oa'oga fa'afoma'i, fuafuaga taotoga, ma le fuafuaina o togafitiga fa'avevela. I le Ata 1A, na matou fa'ata'ita'iina ai le eseesega i le va o uiga fa'ainisinia ma fa'a-radio o mea vaivai e ono fa'aaogaina e fai ai fa'ata'ita'iga o mama o le tagata. I le taimi nei, ua atia'e meafaitino e fa'aalia ai uiga fa'a-radio e mana'omia, ae o latou uiga fa'ainisinia e le ausia ai mana'oga mana'omia. O le polyurethane foam ma le rubber o meafaitino ia e sili ona fa'aaogaina mo le faia o fa'ata'ita'iga o mama o le tagata e mafai ona fa'aleagaina. O uiga fa'ainisinia o le polyurethane foam (Young's modulus, YM) e masani lava e 10 i le 100 taimi e sili atu nai lo le a'ano masani o mama o le tagata. O meafaitino e fa'aalia ai uiga fa'ainisinia ma fa'a-radio e mana'omia e le'o iloa.
(A) Fa'atusa fa'ata'ita'i o meatotino o mea vaivai eseese ma fa'atusatusaga ma mama o le tagata e tusa ai ma le mafiafia, le modulus a Young ma meatotino fa'a-radiology (i le HU). (B) Fa'ata'ita'iga o le X-ray diffraction o le \(\:\mu\:/\rho\:\) alginate hydrogel ma le maualuga o le 5% ma le Ca2+:-COOH molar ratio o le 0.18. (C) Va'aiga o le fua fa'atatau o le ea i totonu o hydrogel foams. (D) Fa'atusa fa'ata'ita'i o alginate hydrogel foams ma fua fa'atatau eseese o le ea.
O le tuufaatasiga elemene o alginate hydrogels ma le malosi o le 5% ma le Ca2+:-COOH molar ratio o le 0.18 na fuafuaina, ma o taunuuga o loʻo faʻaalia i le Laulau 3. E tusa ai ma le tulafono faʻaopoopo i le fua faʻatatau muamua (5), o le coefficient o le faʻaitiitia o le mamafa o le alginate hydrogel \(\:\:\mu\:/\rho\:\) e maua e pei ona faʻaalia i le Ata 1B.
O tau \(\:\mu\:/\rho\:\) mo le ea ma le vai na maua sa'o mai le fa'amaumauga fa'asino tulaga fa'atonuina o le NIST 12612. O lea la, o lo'o fa'aalia i le Ata 1C le fua fa'atatau o le ea ua fuafuaina i totonu o hydrogel foams fa'atasi ai ma tau tutusa o le HU i le va o le -600 ma le -700 mo le mama o le tagata. O le fua fa'atatau o le ea ua fuafuaina e mautu i totonu ole 60–70% i le vaega o le malosi mai le 1 × 10−3 i le 2 × 101 MeV, e fa'ailoa mai ai le gafatia lelei mo le fa'aogaina o le hydrogel foam i faiga gaosiga i lalo.
O le Ata 1D o loʻo faʻaalia ai le faʻataʻitaʻiga o le alginate hydrogel foam ua saunia. O faʻataʻitaʻiga uma na tipiina i ni kupita ma le umi o le pito e 12.7 mm. O taunuʻuga na faʻaalia ai o se hydrogel foam e tutusa, e tolu-vaega e mautu na fausia. E tusa lava po o le a le fua faatatau o le ea, e leai ni eseesega taua i le foliga vaaia o hydrogel foams na matauina. O le natura e tumau pea o le hydrogel foam e faʻailoa mai ai o le fesoʻotaʻiga na fausia i totonu o le hydrogel e lava le malosi e lagolago ai le mamafa o le foam lava ia. E ese mai i sina vai itiiti na tafe mai le foam, na faʻaalia ai foʻi e le foam le mautu mo ni nai vaiaso.
I le fuaina o le mamafa ma le voluma o le faʻataʻitaʻiga o le foam, na fuafuaina ai le mafiafia o le hydrogel foam ua saunia \(\:\rho\:\), ma o loʻo faʻaalia iʻuga i le Laulau 4. O loʻo faʻaalia iʻuga le faʻalagolago o le \(\:\rho\:\) i le fua faʻatatau o le voluma o le ea. A lava le ea e palu faʻatasi ma le 50 ml o le faʻataʻitaʻiga, e maualalo le mafiafia ma e 0.482 g/cm3. A o faʻaitiitia le aofaʻi o le ea fefiloi, e faʻateleina le mafiafia i le 0.685 g/cm3. O le tau maualuga o le p i le va o vaega o le 50 ml, 100 ml ma le 110 ml e 0.004 < 0.05, e faʻaalia ai le taua faʻamaumauga o iʻuga.
O le tau fa'ateorē \(\:\rho\:\) e fa'atatauina fo'i e fa'aaoga ai le fua fa'atatau o le voluma o le ea e pulea. O taunu'uga na fuaina e fa'aalia ai o le \(\:\rho\:\) e 0.1 g/cm³ e la'ititi ifo nai lo le tau fa'ateorē. O lenei eseesega e mafai ona fa'amatalaina e le mamafa i totonu e mafua mai i le hydrogel i le taimi o le fa'agasologa o le gelation, lea e mafua ai le fulafula ma o'o atu ai i le fa'aitiitia o le \(\:\rho\:\). Na fa'amaonia atili lenei mea e ala i le matauina o nisi o va i totonu o le hydrogel foam i ata CT o lo'o fa'aalia i le Ata 2 (A, B ma le C).
Ata o le microscopy opitika o le hydrogel foams ma le tele o le ea eseese (A) 50, (B) 100, ma le (C) 110. Numera o sela ma le tufatufaina o le tele o pu i faʻataʻitaʻiga o le alginate hydrogel foam (D) 50, (E) 100, (F) 110.
O le Ata 3 (A, B, C) o loʻo faʻaalia ai ata o le microscope optical o faʻataʻitaʻiga o le hydrogel foam ma fua faʻatatau eseese o le ea. O taunuʻuga o loʻo faʻaalia ai le fausaga optical o le hydrogel foam, ma faʻaalia manino ai ata o pu ma lautele eseese. O le tufatufaina o le numera o pu ma le lautele na fuafuaina e faʻaaoga ai le ImageJ. E ono ata na puʻeina mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi, o ata taʻitasi e 1125.27 μm × 843.96 μm, ma o le aofaʻi atoa o le eria na suʻesuʻeina mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi e 5.7 mm².
(A) Amioga fa'apipi'i fa'amamafa-fa'amama o foam alginate hydrogel ma fua fa'atatau eseese o le ea. (B) Fa'afetaui fa'atele. (C) Fa'apipi'i E0 o foam hydrogel ma fua fa'atatau eseese o le ea. (D) Fa'amamafa fa'apipi'i ma le fa'amama mulimuli o foam alginate hydrogel ma fua fa'atatau eseese o le ea.
O le Ata 3 (D, E, F) o loʻo faʻaalia ai o le tufatufaina atu o le tele o pu e tutusa lelei lava, e amata mai i le sefulu micrometers i le tusa ma le 500 micrometers. O le tele o pu e tutusa lava, ma e faʻaitiitia teisi pe a faʻaitiitia le tele o le ea. E tusa ai ma faʻamaumauga o suʻega, o le averesi o le tele o pu o le faʻataʻitaʻiga 50 ml e 192.16 μm, o le ogatotonu e 184.51 μm, ma le aofaʻi o pu i le iunite eria e 103; o le averesi o le tele o pu o le faʻataʻitaʻiga 100 ml e 156.62 μm, o le ogatotonu e 151.07 μm, ma le aofaʻi o pu i le iunite eria e 109; o tau tutusa o le faʻataʻitaʻiga 110 ml e 163.07 μm, 150.29 μm ma le 115, i le faʻasologa. O faʻamaumauga o loʻo faʻaalia ai o pu tetele e iai se aafiaga tele i taunuʻuga faʻamaumauga o le averesi o le tele o pu, ma o le ogatotonu o le tele o pu e mafai ona sili atu ona atagia ai le suiga o le tele o pu. A'o fa'ateleina le tele o le fa'ata'ita'iga mai le 50 ml i le 110 ml, e fa'ateleina fo'i le aofa'i o pu. I le tu'ufa'atasia o taunu'uga fa'amaumauga o le lautele o pu ma le numera o pu, e mafai ona fa'ai'uina o le fa'ateleina o le tele, e tele atu pu e laiti ifo le lapopo'a e fausia i totonu o le fa'ata'ita'iga.
O faʻamaumauga o suʻega faʻamekanika o loʻo faʻaalia i Ata 4A ma le 4D. O loʻo faʻaalia i le Ata 4A le amioga faʻapipiʻi o le atuatuvale-faʻasolosolo o le hydrogel foams ua saunia ma fua faʻatatau eseese o le ea. O taunuʻuga e faʻaalia ai o faʻataʻitaʻiga uma e tutusa le amioga faʻapipiʻi e le laina. Mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi, e vave ona faʻateleina le atuatuvale i le faʻateleina o le faʻasolosolo. O se piʻo faʻasolosolo na faʻapipiʻiina i le amioga faʻapipiʻi o le atuatuvale-faʻasolosolo o le hydrogel foam. O loʻo faʻaalia i le Ata 4B taunuʻuga pe a uma ona faʻaogaina le galuega faʻasolosolo o se faʻataʻitaʻiga faʻatatau i le hydrogel foam.
Mo foam hydrogel ma fua faatatau eseese o le ea, sa suʻesuʻeina foʻi lo latou compressive modulus (E0). E tutusa ma le auʻiliʻiliga o hydrogels, sa suʻesuʻeina le compressive Young's modulus i le va o le 20% o le initial strain. O taunuʻuga o suʻega compression o loʻo faʻaalia i le Ata 4C. O taunuʻuga i le Ata 4C o loʻo faʻaalia ai aʻo faʻaitiitia le fua faatatau o le ea mai le faʻataʻitaʻiga 50 i le faʻataʻitaʻiga 110, o le compressive Young's modulus E0 o le alginate hydrogel foam e faʻateleina mai le 10.86 kPa i le 18 kPa.
I se tulaga tutusa, na maua ai fo'i le aofa'i atoa o le stress-strain curves o le hydrogel foams, fa'apea fo'i ma le ultimate compressive stress ma strain values. O lo'o fa'aalia i le Ata 4D le ultimate compressive stress ma le strain o le alginate hydrogel foams. O fa'amaumauga ta'itasi o le averesi lea o taunuuga e tolu o su'ega. O lo'o fa'aalia i'uga o lo'o fa'ateleina ai le ultimate compressive stress mai le 9.84 kPa i le 17.58 kPa fa'atasi ai ma le fa'aitiitia o le aofa'i o kasa. O le ultimate strain e tumau pea le mautu i le tusa ma le 38%.
O le Ata 2 (A, B, ma le C) o loʻo faʻaalia ai ata CT o hydrogel foams ma fua faʻatatau eseese o le ea e fetaui ma faʻataʻitaʻiga 50, 100, ma le 110. O ata o loʻo faʻaalia ai o le hydrogel foam ua fausia e toetoe lava tutusa. E naʻo ni nai va na matauina i faʻataʻitaʻiga 100 ma le 110. O le fausiaina o nei va atonu e mafua mai i le atuatuvale i totonu na mafua mai i le hydrogel i le taimi o le faagasologa o le gelation. Na matou fuafuaina tau HU mo vaega faʻalava e 5 o faʻataʻitaʻiga taʻitasi ma lisiina i le Laulau 5 faʻatasi ai ma taunuʻuga o le fuafuaina faʻavae.
O loʻo faʻaalia i le Laulau 5 o faʻataʻitaʻiga ma fua faʻatatau eseese o le ea na maua ai tau HU eseese. O le tau maualuga o le p i le va o vaega e 50 ml, 100 ml ma le 110 ml e 0.004 < 0.05, o loʻo faʻaalia ai le taua faʻamaumauga o taunuuga. I totonu o faʻataʻitaʻiga e tolu na faʻataʻitaʻiina, o le faʻataʻitaʻiga ma le paluga 50 ml sa i ai uiga faʻa-radio e sili ona latalata i mama o le tagata. O le koluma mulimuli o le Laulau 5 o le taunuuga na maua mai le faʻatusatusaga faʻateorē e faʻavae i luga o le tau o le foam na fuaina \(\:\rho\:\). I le faʻatusatusaina o faʻamaumauga na fuaina ma taunuuga faʻateorē, e mafai ona maua ai o tau HU na maua mai le CT scan e masani lava ona latalata i taunuuga faʻateorē, lea e faʻamaonia ai taunuuga o le faʻatusatusaga o le fua faʻatatau o le ea i le Ata 1C.
O le autū autū o lenei suʻesuʻega o le fatuina lea o se meafaitino e tutusa ona uiga faʻainisinia ma le radiological ma mea e tutusa ma mama o le tagata. Na ausia lenei sini e ala i le atinaʻeina o se meafaitino e faʻavae i luga o le hydrogel ma mea faʻainisinia ma le radiological e tutusa ma aano o le tino e sili ona latalata i mama o le tagata. I le taʻitaʻia e faʻatusatusaga faʻateorē, na saunia ai ni hydrogel foams ma ni fua faʻatatau eseese o le ea e ala i le faʻafefiloi faʻainisinia o le sodium alginate solution, CaCO3, GDL ma le SLES 70. Na faʻaalia e le auʻiliʻiliga faʻaletino na fausia ai se hydrogel foam e tolu-dimensional mautu. I le suia o le fua faʻatatau o le ea, e mafai ona fesuisuiaʻi le mafiafia ma le porosity o le foam i le mea e te manaʻo ai. Faatasi ai ma le faateleina o le aofaʻi o le ea, e faaitiitia teisi le tele o pu ma faateleina le numera o pu. Na faia suega faʻapipiʻi e iloilo ai meatotino faʻainisinia o le alginate hydrogel foams. O taunuuga na faaalia ai o le compressive modulus (E0) na maua mai suega faʻapipiʻi o loʻo i totonu o le tulaga lelei mo mama o le tagata. E faateleina le E0 pe a faaitiitia le fua faʻatatau o le ea. O tau o meatotino fa'a-radio (HU) o fa'ata'ita'iga na saunia na maua e fa'atatau i fa'amaumauga CT o fa'ata'ita'iga ma fa'atusatusa i taunu'uga o fa'atusatusaga fa'ateorē. Sa lelei taunu'uga. O le tau na fuaina e latalata fo'i i le tau HU o mama o le tagata. O taunu'uga e fa'aalia ai e mafai ona fatuina ni foam hydrogel e fa'ata'ita'i ai a'ano ma se tu'ufa'atasiga lelei o meatotino fa'amekanika ma fa'a-radio e fa'ata'ita'i ai meatotino o mama o le tagata.
E ui i taunuuga lelei, ae o metotia o loʻo iai nei e manaʻomia ona faʻaleleia atili ina ia sili atu ona pulea le fua faatatau o le ea ma le porosity e fetaui ma valoʻaga mai faʻatusatusaga faʻateorē ma mama moni o tagata i le lalolagi atoa ma le lotoifale. O le suʻesuʻega o loʻo iai nei e faʻatapulaʻaina foʻi i le suʻeina o le faiga o le faʻapipiʻiina, lea e faʻatapulaʻaina ai le faʻaogaina o le phantom i le vaega o le faʻapipiʻiina o le taamilosaga o le manava. O suʻesuʻega i le lumanaʻi o le a manuia mai le suʻesuʻeina o suʻega tensile faʻapea foʻi ma le mautu faʻainisinia lautele o le meafaitino e iloilo ai faʻaoga e ono iai i lalo o tulaga o le uta faʻaonaponei. E ui i nei tapulaʻa, o le suʻesuʻega o loʻo faʻailogaina ai le taumafaiga muamua manuia e tuʻufaʻatasia ai meatotino radiological ma masini i totonu o se meafaitino e tasi e faʻataʻitaʻi i mama o le tagata.
O fa'amaumauga na gaosia ma/pe iloiloina i le taimi o le su'esu'ega o lo'o iai nei e maua mai le tusitala pe a talosagaina. E mafai ona toe gaosia fa'ata'ita'iga ma fa'amaumauga.
Song, G., ma isi. Tekonolosi nano fou ma mea fa'aonaponei mo togafitiga fa'avevela o le kanesa. Adv. Mater. 29, 1700996. https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017).
Kill, PJ, ma isi. Lipoti a le AAPM 76a Task Force i le Pulega o Gaioiga o le Manava i le Oncology o le Radiation. Med. Phys. 33, 3874–3900. https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006).
Al-Maya, A., Moseley, J., ma Brock, KK Fa'ata'ita'iga o le feso'ota'iga ma meafaitino e le tutusa i totonu o le mama o le tagata. Fisiki ma Fa'afoma'i ma le Biology 53, 305–317. https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008).
Wang, X., ma isi. Fa'ata'ita'iga o le kanesa o le mama e pei o le tumo ua gaosia e ala i le lolomiina o meaola 3D. 3. Tekonolosi Fa'aolaola. 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018).
Lee, M., ma isi. Fa'ata'ita'iga o le fa'aleagaina o le mama: o se metotia e tu'ufa'atasia ai metotia o le resitalaina o ata e mafai ona fa'aleagaina ma le fa'avasegaina o le fa'atatauga o le modulus a Young i le va o nofoaga. Med. Phys. 40, 081902. https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013).
Guimarães, CF ma isi. Malōlōga o aano ola ma ona a'afiaga i le fa'ainisinia o aano. Nature Reviews Materials and Environment 5, 351–370 (2020).