Penelitian Pemecahan Rekor Menunjukkan Bagaimana Sensor Dapat Dicetak 3D pada Organ yang Mengkerut

Penelitian besar telah keluar dari Universitas Minnesota yang dapat memiliki implikasi besar dalam perawatan kesehatan. Insinyur mesin dan ilmuwan komputer telah mengembangkan teknik pencetakan 3D baru yang memungkinkan sensor elektronik untuk dicetak langsung pada organ yang mengembang dan mengkerut.

Teknik baru ini menggunakan teknologi pengambilan gerakan seperti yang digunakan untuk membuat film, dan selain memiliki implikasi dalam bidang perawatan kesehatan umum, juga dapat diterapkan secara khusus untuk mendiagnosis dan memantau paru-paru individu dengan COVID-19.

Penelitian ini diterbitkan di Science Advances, sebuah jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (AAAS).

Teknik Pencetakan 3D

Penelitian ini berdasarkan pada teknik pencetakan 3D yang ditemukan dua tahun yang lalu. Teknik ini pertama kali digunakan pada tangan yang berputar dan bergerak kiri ke kanan, dengan elektronik yang dicetak langsung pada kulit tangan. Sekarang telah dikembangkan lebih lanjut untuk bekerja pada organ seperti paru-paru atau jantung, yang mengembang dan mengkerut, menyebabkan perubahan bentuk atau distorsi.

Michael McAlpine adalah profesor teknik mesin Universitas Minnesota dan peneliti senior pada studi ini.

“Kami mendorong batas-batas pencetakan 3D dengan cara-cara baru yang tidak pernah kami bayangkan beberapa tahun yang lalu,” kata McAlpine. “Pencetakan 3D pada objek yang bergerak sudah cukup sulit, tetapi itu adalah tantangan yang cukup besar untuk menemukan cara untuk mencetak pada permukaan yang berubah bentuk saat mengembang dan mengkerut.”

https://www.youtube.com/watch?v=_1eXqSSLJC4&feature=emb_title

Pengembangan dan Aplikasi Masa Depan

Peneliti pertama kali menggunakan permukaan seperti balon dan pencetak 3D khusus. Mereka menggunakan penanda pelacakan gerakan, seperti yang digunakan untuk membuat efek khusus dalam film, untuk membantu pencetak 3D menyesuaikan diri dengan gerakan mengembang dan mengkerut pada permukaan.

Setelah menggunakan permukaan seperti balon, peneliti mengujinya pada paru-paru hewan yang dikembangkan secara buatan. Ini terbukti sukses, dan sensor hidrogel lunak dicetak langsung pada permukaan.

Menurut McAlpine, teknologi ini dapat digunakan di masa depan untuk mencetak langsung pada jantung yang berdenyut.

“Gagasan yang lebih luas di balik penelitian ini adalah bahwa ini adalah langkah besar ke depan untuk menggabungkan teknologi pencetakan 3D dengan robot bedah,” kata McAlpine. “Di masa depan, pencetakan 3D tidak hanya tentang mencetak tetapi juga menjadi bagian dari sistem robot otonom yang lebih besar. Ini bisa penting untuk penyakit seperti COVID-19 di mana penyedia layanan kesehatan berisiko saat merawat pasien.

Tim peneliti juga termasuk penulis utama Zhijie Zhu, calon Ph.D. teknik mesin di Universitas Minnesota, serta Hyun Soo Park, asisten profesor di Departemen Ilmu Komputer dan Teknik Universitas Minnesota.

Penelitian ini didukung oleh Medtronic dan Institut Nasional untuk Pencitraan dan Teknik Biomedis dari Institut Kesehatan Nasional.