ინოვაციური კვლევა გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება სენსორების 3D დაბეჭდვა ხელშემკვრელ ორგანოებზე

მინესოტას უნივერსიტეტიდან გამოვიდა ძირითადი კვლევა, რომელსაც შეიძლება დიდი გავლენა ჰქონდეს ჯანდაცვის სფეროში. მექანიკურმა ინჟინერებმა და კომპიუტერულმა მეცნიერებმა შეიმუშავეს 3D ბეჭდვის ახალი ტექნიკა, რომელიც საშუალებას აძლევს ელექტრონულ სენსორებს პირდაპირ დაიბეჭდოს ორგანოებზე, რომლებიც ფართოვდებიან და იკუმშებიან. 

ახალი ტექნიკა იყენებს მოძრაობის გადაღების ტექნოლოგიას, როგორიცაა ის, რაც გამოიყენება ფილმების შესაქმნელად, და გარდა იმისა, რომ აქვს გავლენა ჯანდაცვის ზოგად სფეროში, ის შეიძლება სპეციალურად იქნას გამოყენებული COVID-19-ით დაავადებული ადამიანების ფილტვების დიაგნოსტიკისა და მონიტორინგისთვის. 

კვლევა იყო გამოქვეყნდა მეცნიერება ავანსები, სამეცნიერო ჟურნალი, რომელიც გამოქვეყნებულია მეცნიერების განვითარების ამერიკული ასოციაციის (AAAS) მიერ. 

3D ბეჭდვის ტექნიკა

კვლევა ეფუძნება 3D ბეჭდვის ტექნიკას, რომელიც აღმოაჩინეს ორი წლის წინ. ტექნიკა პირველად გამოიყენეს ხელზე, რომელიც ბრუნავდა და მოძრაობდა მარცხნიდან მარჯვნივ, ელექტრონიკა პირდაპირ ხელის კანზე იყო დაბეჭდილი. ახლა კიდევ უფრო განვითარებულია ორგანოებზე მუშაობა, როგორიცაა ფილტვები ან გული, რომლებიც ფართოვდებიან და იკუმშებიან, რაც იწვევს ფორმის შეცვლას ან დამახინჯებას. 

მაიკლ მაკალპინი არის მინესოტას უნივერსიტეტის მექანიკური ინჟინერიის პროფესორი და კვლევის უფროსი მკვლევარი.

„ჩვენ ვცდილობთ 3D ბეჭდვის საზღვრებს ახალი გზებით, რასაც წლების წინ ვერც კი წარმოვიდგენდით“, - თქვა მაკალპინმა. „მოძრავ ობიექტზე 3D ბეჭდვა საკმარისად რთულია, მაგრამ საკმაოდ გამოწვევა იყო იმ ზედაპირზე დაბეჭდვის ხერხის პოვნა, რომელიც დეფორმირებული იყო გაფართოებისა და შეკუმშვისას“.

განვითარება და მომავალი აპლიკაციები

მკვლევარებმა პირველად გამოიყენეს ბურთის მსგავსი ზედაპირი და სპეციალიზებული 3D პრინტერი. მათ გამოიყენეს მოძრაობის გადაღების თვალთვალის მარკერები, როგორიცაა ფილმებში სპეციალური ეფექტების შესაქმნელად, რათა დაეხმარონ 3D პრინტერს მოერგოს გაფართოებისა და შეკუმშვის მოძრაობებს ზედაპირზე. 

ბუშტის მსგავსი ზედაპირის გამოყენების შემდეგ, მკვლევარებმა ის გამოსცადეს ცხოველის ფილტვზე, რომელიც ხელოვნურად იყო გაბერილი. ეს წარმატებული აღმოჩნდა და ჰიდროგელის დაფუძნებული რბილი სენსორი პირდაპირ ზედაპირზე დაიბეჭდა. 

McAlpine-ის თქმით, ეს ტექნოლოგია მომავალში შეიძლება გამოყენებულ იქნას უშუალოდ სატუმბი გულზე დასაბეჭდად.

„ამ კვლევის მიღმა უფრო ფართო იდეა არის ის, რომ ეს არის დიდი წინგადადგმული ნაბიჯი 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიის ქირურგიულ რობოტებთან გაერთიანების მიზნისკენ,“ - თქვა მაკალპინმა. ”მომავალში, 3D ბეჭდვა არ იქნება მხოლოდ ბეჭდვა, არამედ იქნება უფრო დიდი ავტონომიური რობოტული სისტემის ნაწილი. ეს შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი ისეთი დაავადებებისთვის, როგორიცაა COVID-19, სადაც ჯანდაცვის პროვაიდერები არიან რისკის ქვეშ პაციენტების მკურნალობისას.

კვლევის ჯგუფში ასევე შედიოდა წამყვანი ავტორი ჟიჯი ჟუ, მექანიკური ინჟინერიის დოქტორი. კანდიდატი მინესოტას უნივერსიტეტში, ასევე ჰიუნ სუ პარკი, ასისტენტ პროფესორი მინესოტას უნივერსიტეტის კომპიუტერული მეცნიერებისა და ინჟინერიის დეპარტამენტში. 

სამუშაოს მხარდაჭერით ახორციელებდნენ მედტრონიკი და ჯანდაცვის ეროვნული ინსტიტუტის ბიოსამედიცინო გამოსახულების და ბიოინჟინერიის ეროვნული ინსტიტუტი.