Pesquisa Revolucionária Mostra Como Sensores Podem Ser Impressos em 3D em Órgãos Contráteis

Uma grande pesquisa saiu da Universidade de Minnesota que pode ter implicações enormes na área de saúde. Engenheiros mecânicos e cientistas da computação desenvolveram uma nova técnica de impressão 3D que permite que sensores eletrônicos sejam impressos diretamente em órgãos que estão expandindo e contraindo.

A nova técnica utiliza tecnologia de captura de movimento, como a usada para criar filmes, e além de ter implicações no campo geral da saúde, pode ser aplicada especificamente para diagnosticar e monitorar os pulmões de indivíduos com COVID-19.

A pesquisa foi publicada em Science Advances, um jornal científico publicado pela American Association for the Advancement of Science (AAAS).

Técnica de Impressão 3D

A pesquisa é baseada em uma técnica de impressão 3D que foi descoberta há dois anos. A técnica foi usada pela primeira vez em uma mão que girava e se movia de esquerda para direita, com eletrônicos impressos diretamente na pele da mão. Agora, foi desenvolvida ainda mais para funcionar em órgãos como os pulmões ou o coração, que expandem e contratem, levando a uma mudança de forma ou distorção.

Michael McAlpine é um professor de engenharia mecânica da Universidade de Minnesota e pesquisador sênior do estudo.

“Estamos empurrando os limites da impressão 3D de maneiras que nunca imaginamos anos atrás”, disse McAlpine. “Impressão 3D em um objeto em movimento é difícil o suficiente, mas foi um grande desafio encontrar uma maneira de imprimir em uma superfície que estava se deformando à medida que expandia e contraira.”

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Desenvolvimento e Aplicações Futuras

Os pesquisadores usaram primeiro uma superfície semelhante a um balão e uma impressora 3D especializada. Eles utilizaram marcadores de rastreamento de captura de movimento, como os usados para criar efeitos especiais em filmes, para ajudar a impressora 3D a se adaptar aos movimentos de expansão e contração na superfície.

Depois de usar a superfície semelhante a um balão, os pesquisadores testaram em um pulmão de animal que foi inflado artificialmente. Proveu ser um sucesso, e um sensor de hidrogel macio foi impresso diretamente na superfície.

De acordo com McAlpine, essa tecnologia pode ser usada no futuro para imprimir diretamente em um coração que bate.

“A ideia mais ampla por trás dessa pesquisa é que isso é um grande passo em direção ao objetivo de combinar tecnologia de impressão 3D com robôs cirúrgicos”, disse McAlpine. “No futuro, a impressão 3D não será apenas sobre imprimir, mas sim parte de um sistema robótico autônomo maior. Isso pode ser importante para doenças como a COVID-19, onde os profissionais de saúde estão em risco ao tratar pacientes.

A equipe de pesquisa também incluiu o autor principal Zhijie Zhu, um candidato a Ph.D. em engenharia mecânica da Universidade de Minnesota, bem como Hyun Soo Park, professor assistente no Departamento de Ciência e Engenharia da Computação da Universidade de Minnesota.

O trabalho foi apoiado pela Medtronic e pelo Instituto Nacional de Imagem e Engenharia Biomédica dos Institutos Nacionais de Saúde.