Революционно изследване показва как сензорите могат да бъдат 3D отпечатани върху съкращаващи се органи

Голямо изследване излезе от Университета на Минесота, което може да има огромни последици в здравеопазването. Машинни инженери и компютърни учени са разработили нова техника за 3D печат, която позволява електронни сензори да бъдат директно отпечатани върху органи, които се разширяват и свиват. 

Новата техника използва технология за улавяне на движение като тази, която се използва за създаване на филми, и освен че има последици в общата област на здравеопазването, тя може да бъде специално приложена за диагностициране и наблюдение на белите дробове на хора с COVID-19. 

Изследването беше публикувано в Наука Авансите, научно списание, публикувано от Американската асоциация за напредък на науката (AAAS). 

Техника за 3D печат

Изследването се основава на техника за 3D принтиране, открита преди две години. Техниката е използвана за първи път върху ръка, която се върти и се движи отляво надясно, като електрониката се отпечатва директно върху кожата на ръката. Сега е разработен още повече, за да работи върху органи като белите дробове или сърцето, които се разширяват и свиват, което води до промяна във формата или изкривяване. 

Майкъл Макалпайн е професор по машинно инженерство в Университета на Минесота и старши изследовател в изследването.

„Ние разширяваме границите на 3D печата по нови начини, които дори не сме си представяли преди години“, каза Макалпайн. „3D печатането върху движещ се обект е достатъчно трудно, но беше доста предизвикателство да се намери начин да се печата върху повърхност, която се деформира, докато се разширява и свива.“

Разработка и бъдещи приложения

Изследователите първо са използвали повърхност, подобна на балон, и специализиран 3D принтер. Те използваха маркери за проследяване на улавяне на движение, като тези, използвани за създаване на специални ефекти във филми, за да помогнат на 3D принтера да се адаптира към движенията на разширяване и свиване на повърхността. 

След като използваха повърхността, подобна на балон, изследователите я тестваха върху бял дроб на животно, който беше изкуствено надут. Той се оказа успешен и мек сензор на базата на хидрогел беше отпечатан директно върху повърхността. 

Според Макалпайн тази технология може да се използва в бъдеще за директно отпечатване върху изпомпващо сърце.

„По-широката идея зад това изследване е, че това е голяма стъпка напред към целта за комбиниране на технологията за 3D печат с хирургически роботи“, каза Макалпайн. „В бъдеще 3D печатът няма да бъде само печат, а вместо това ще бъде част от по-голяма автономна роботизирана система. Това може да е важно за заболявания като COVID-19, при които доставчиците на здравни услуги са изложени на риск, когато лекуват пациенти.

Изследователският екип също така включва водещ автор Zhijie Zhu, доктор по машинно инженерство. кандидат в Университета на Минесота, както и Hyun Soo Park, асистент в Катедрата по компютърни науки и инженерство на Университета на Минесота. 

Работата беше подкрепена от Medtronic и Националния институт по биомедицински изображения и биоинженерство на Националния институт по здравеопазване.