Rivoluzionario studio di ricerca mostra come i sensori possano essere stampati in 3D su organi in contrazione

Una importante ricerca condotta all’Università del Minnesota potrebbe avere enormi implicazioni nel campo della sanità. Ingegneri meccanici e informatici hanno sviluppato una nuova tecnica di stampa 3D che consente di stampare direttamente sensori elettronici su organi che si espandono e si contraggono.

La nuova tecnica utilizza la tecnologia di cattura del movimento, come quella utilizzata per creare film, e, oltre ad avere implicazioni nel campo generale della sanità, potrebbe essere applicata specificamente per diagnosticare e monitorare i polmoni di individui con COVID-19.

La ricerca è stata pubblicata su Science Advances, una rivista scientifica pubblicata dall’American Association for the Advancement of Science (AAAS).

Tecnica di stampa 3D

La ricerca si basa su una tecnica di stampa 3D scoperta due anni fa. La tecnica è stata utilizzata per la prima volta su una mano che ruotava e si muoveva da sinistra a destra, con elettronica stampata direttamente sulla pelle della mano. Ora è stata sviluppata ulteriormente per funzionare su organi come i polmoni o il cuore, che si espandono e si contraggono, provocando un cambiamento di forma o distorsione.

Michael McAlpine è un professore di ingegneria meccanica dell’Università del Minnesota e ricercatore senior dello studio.

“Stiamo spingendo i confini della stampa 3D in modi che non avevamo nemmeno immaginato anni fa”, ha detto McAlpine. “La stampa 3D su un oggetto in movimento è già abbastanza difficile, ma è stato un vero sfida trovare un modo per stampare su una superficie che si deforma mentre si espande e si contrae.”

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Sviluppo e applicazioni future

I ricercatori hanno utilizzato inizialmente una superficie simile a un palloncino e una stampante 3D specializzata. Hanno utilizzato marcatori di tracciamento del movimento, come quelli utilizzati per creare effetti speciali nei film, per aiutare la stampante 3D ad adattarsi ai movimenti di espansione e contrazione sulla superficie.

Dopo aver utilizzato la superficie simile a un palloncino, i ricercatori l’hanno testata su un polmone di animale gonfiato artificialmente. È stato un successo e un sensore a base di idrogel morbido è stato stampato direttamente sulla superficie.

Secondo McAlpine, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in futuro per stampare direttamente su un cuore in pompaggio.

“L’idea più ampia dietro a questa ricerca è che si tratta di un grande passo avanti verso l’obiettivo di combinare la tecnologia di stampa 3D con i robot chirurgici”, ha detto McAlpine. “In futuro, la stampa 3D non sarà solo una questione di stampa, ma sarà parte di un sistema robotico autonomo più ampio. Ciò potrebbe essere importante per malattie come il COVID-19, dove i fornitori di assistenza sanitaria sono a rischio quando trattano i pazienti.

Il team di ricerca includeva anche l’autore principale Zhijie Zhu, un candidato al dottorato in ingegneria meccanica dell’Università del Minnesota, nonché Hyun Soo Park, professore assistente nel dipartimento di informatica e ingegneria dell’Università del Minnesota.

La ricerca è stata supportata da Medtronic e dal National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering dei National Institutes of Health.