การวิจัยที่เป็น 里程碑 แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์สามารถถูกพิมพ์ 3 มิติบนอวัยวะที่หดตัวและขยายตัว

การวิจัยที่สำคัญได้มาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมินนิโซตา ซึ่งอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพ การวิจัยด้านวิศวกรรมเครื่องจักรและวิทยาการคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติใหม่ที่ช่วยให้สามารถพิมพ์เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์บนอวัยวะที่ขยายและหดตัวได้

เทคนิคใหม่นี้ใช้เทคโนโลยีการจับภาพการเคลื่อนไหว เช่นเดียวกับที่ใช้ในการสร้างภาพยนตร์ และ除了มีผลกระทบต่อสุขภาพโดยทั่วไปแล้ว เทคนิคนี้ยังสามารถใช้ในการวินิจฉัยและติดตามการทำงานของปอดในผู้ป่วยโควิด-19 ได้

การวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances ซึ่งเป็นวารสารวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์โดยสมาคมส่งเสริมวิทยาศาสตร์อเมริกัน (AAAS)

เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติ

การวิจัยนี้อาศัยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่ค้นพบเมื่อ 2 ปีที่แล้ว เทคนิคนี้ถูกใช้บนมือที่หมุนและเคลื่อนไหวซ้าย-ขวา โดยมีอิเล็กทรอนิกส์ถูกพิมพ์บนผิวหนังของมือ และตอนนี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อใช้กับอวัยวะ เช่น ปอดหรือหัวใจ ซึ่งขยายและหดตัว ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปทรงหรือการบิดเบือน

Michael McAlpine เป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องจักรแห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตา และเป็นหัวหน้านักวิจัยของการศึกษานี้

“เรากำลังผลักดันขอบเขตของการพิมพ์ 3 มิติในแบบที่เราไม่เคยคิดมาก่อน” McAlpine กล่าว “การพิมพ์บนวัตถุที่เคลื่อนไหวนั้นยากพอที่จะทำได้ แต่มันเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่จะหาวิธีการพิมพ์บนพื้นผิวที่เปลี่ยนแปลงรูปทรงเมื่อมันขยายและหดตัว”

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

การพัฒนาและการประยุกต์ใช้ในอนาคต

นักวิจัยได้ใช้พื้นผิวที่คล้ายกับลูกโป่งและเครื่องพิมพ์ 3 มิติพิเศษ พวกเขาใช้เครื่องหมายติดตามการเคลื่อนไหว เช่นเดียวกับที่ใช้ในการสร้างภาพยนตร์ เพื่อช่วยให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติปรับตัวเข้ากับการเคลื่อนไหวของพื้นผิว

หลังจากใช้พื้นผิวที่คล้ายกับลูกโป่ง นักวิจัยได้ทดสอบมันบนปอดของสัตว์ที่ถูกพองตัวขึ้น และมันประสบความสำเร็จ เซ็นเซอร์แบบไฮโดรเจลอ่อนถูกพิมพ์บนพื้นผิวโดยตรง

ตามที่ McAlpine กล่าว เทคโนโลยีนี้อาจถูกใช้ในอนาคตเพื่อพิมพ์โดยตรงบนหัวใจที่กำลังเต้น

“แนวคิดที่กว้างกว่านี้เบื้องหลังการวิจัยนี้คือการก้าวไปสู่เป้าหมายในการรวมเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเข้ากับหุ่นยนต์ศัลยกรรม” McAlpine กล่าว “ในอนาคต การพิมพ์ 3 มิติจะไม่ใช่แค่การพิมพ์ แต่จะเป็นส่วนหนึ่งของระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติขนาดใหญ่ ซึ่งอาจมีความสำคัญต่อการรักษาโรค เช่น โควิด-19 ซึ่งผู้ให้บริการสุขภาพมีความเสี่ยงเมื่อรักษาผู้ป่วย”

ทีมวิจัยยังรวมถึง Zhijie Zhu ผู้เขียนหลักซึ่งเป็นนักศึกษาระดับ 박사.s วิศวกรรมเครื่องจักรแห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตา และ Hyun Soo Park ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตา

การวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจาก Medtronic และสถาบันแห่งชาติของสุขภาพแห่งสหรัฐอเมริกา