Cercetarea revoluționară arată cum senzorii pot fi imprimați 3D pe organe care se contractă

O cercetare importantă a fost realizată la Universitatea din Minnesota, care ar putea avea implicații majore în domeniul sănătății. Ingineri mecanici și oameni de știință din domeniul calculatoarelor au dezvoltat o nouă tehnică de imprimare 3D care permite imprimarea directă a senzorilor electronici pe organe care se extind și se contractă.

Noua tehnică utilizează tehnologia de capturare a mișcării, asemănătoare cu cea folosită pentru a crea filme, și are implicații nu numai în domeniul general al sănătății, ci și în diagnosticarea și monitorizarea plămânilor persoanelor cu COVID-19.

Cercetarea a fost publicată în Science Advances, o revistă științifică publicată de Asociația Americană pentru Avansarea Științei (AAAS).

Tehnica de imprimare 3D

Cercetarea se bazează pe o tehnică de imprimare 3D descoperită acum doi ani. Tehnica a fost utilizată pentru prima dată pe o mână care se rotirea și se mișca spre stânga și spre dreapta, cu electronice imprimate direct pe pielea mâinii. Acum a fost dezvoltată și mai mult pentru a funcționa pe organe precum plămânii sau inima, care se extind și se contractă, ceea ce duce la o schimbare a formei sau a distorsionării.

Michael McAlpine este profesor de inginerie mecanică la Universitatea din Minnesota și cercetător principal al studiului.

“Ne împingem limitele imprimării 3D în moduri noi pe care nu le-am imaginat niciodată cu ani în urmă”, a spus McAlpine. “Imprimarea 3D pe un obiect în mișcare este suficient de dificilă, dar a fost o provocare destul de mare să găsim o modalitate de a imprima pe o suprafață care se deforma în timp ce se extindea și se contracta.”

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

Dezvoltare și aplicații viitoare

Cercetătorii au utilizat inițial o suprafață asemănătoare unui balon și un imprimant 3D specializat. Au utilizat markeri de urmărire a mișcării, asemănătoare cu cei folosiți pentru a crea efecte speciale în filme, pentru a ajuta imprimanta 3D să se adapteze la mișcările de extindere și contracție pe suprafață.

După utilizarea suprafeței asemănătoare unui balon, cercetătorii au testat-o pe un plămân de animal care a fost inflamat artificial. A fost un succes, și un senzor moale pe bază de hidrogel a fost imprimat direct pe suprafață.

Conform lui McAlpine, această tehnologie ar putea fi utilizată în viitor pentru a imprima direct pe un inimă care bate.

“Ideea mai largă din spatele acestei cercetări este că acesta este un pas mare spre combinarea tehnologiei de imprimare 3D cu roboți chirurgicale”, a spus McAlpine. “În viitor, imprimarea 3D nu va fi doar despre imprimare, ci va fi parte a unui sistem robotic autonom mai mare. Acest lucru ar putea fi important pentru boli precum COVID-19, unde furnizorii de servicii medicale sunt în pericol atunci când tratează pacienții.

Echipa de cercetare a inclus și autorul principal Zhijie Zhu, un candidat la doctorat în inginerie mecanică la Universitatea din Minnesota, precum și Hyun Soo Park, profesor asistent în Departamentul de Științe și Inginerie a Calculatoarelor de la Universitatea din Minnesota.

Cercetarea a fost sprijinită de Medtronic și Institutul Național de Imagistică Biomedicală și Inginerie a Sănătății din cadrul Institutelor Naționale de Sănătate.