地球規模の研究：センサーを収縮する臓器に3Dプリンティングする方法

ミネソタ大学から重大な研究成果が発表され、医療分野に大きな影響を与える可能性がある。機械工学者とコンピュータサイエンティストは、拡大と収縮する臓器に直接電子センサーを印刷できる新しい3Dプリンティング技術を開発した。

この新しい技術は、映画制作に使用されるモーションキャプチャ技術を使用しており、一般的な医療分野だけでなく、COVID-19患者の肺を診断および監視するために特に適用できる。

この研究は、Science Advancesという科学雑誌に掲載され、この雑誌はアメリカ科学振興協会（AAAS）によって発行されている。

3Dプリンティング技術

この研究は、2年前に発見された3Dプリンティング技術に基づいている。この技術は、最初に左から右に回転する手の上で使用され、電子機器が直接皮膚に印刷された。現在、肺や心臓などの臓器に適用できるようにさらに開発された。

マイケル・マカルパインは、ミネソタ大学の機械工学教授であり、この研究の主任研究者である。

「私たちは、3Dプリンティングの新しい方法を模索している。移動する物体に印刷することは難しいが、拡大と収縮する表面に印刷する方法を見つけることは大きな挑戦だった」とマカルパインは述べた。

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開発と将来の応用

研究者は、バルーンのような表面と特殊な3Dプリンターを使用した。映画の特殊効果を作成するために使用されるモーションキャプチャ追跡マーカーを使用して、3Dプリンターが表面の拡大と収縮の動きに適応できるようにした。

バルーンのような表面を使用した後、研究者は人工的に膨張した動物の肺をテストした。成功し、軟性ハイドロゲルベースのセンサーが直接表面に印刷された。

マカルパインによると、この技術は将来、直接心臓に印刷することができる。

「この研究の背後にあるより広いアイデアは、3Dプリンティング技術と手術用ロボットを組み合わせる大きなステップである」とマカルパインは述べた。「将来、3Dプリンティングは単に印刷することではなく、より大きな自律ロボットシステムの一部になる。COVID-19のような疾患の場合、医療提供者が患者を治療する際にリスクを負うことがあり、この技術は重要になる。」

研究チームには、リードオーサーのZhijie Zhu、ミネソタ大学の機械工学の博士課程学生、およびHyun Soo Park、ミネソタ大学のコンピュータサイエンスおよび工学部の助教授も含まれた。

この研究は、Medtronicおよび国立衛生研究所のバイオメディカルイメージングおよび生物工学研究所によって支援された。