开创性研究展示了传感器如何在收缩的器官上进行3D打印

明尼苏达大学的一项重大研究可能会对医疗保健产生巨大的影响。机械工程师和计算机科学家已经开发了一种新的3D打印技术，可以直接在膨胀和收缩的器官上打印电子传感器。

这种新技术使用了类似于制作电影的动作捕捉技术，不仅对医疗保健领域有所影响，还可以应用于诊断和监测COVID-19患者的肺部。

该研究已在科学进展杂志上发表，该杂志由美国科学促进会（AAAS）出版。

3D打印技术

该研究基于两年前发现的3D打印技术。该技术最初用于一只手，该手可以旋转和左右移动，电子元件直接打印在手的皮肤上。现在，它已经被进一步开发，以适用于肺或心等器官，这些器官会膨胀和收缩，导致形状或失真变化。

迈克尔·麦卡尔平是明尼苏达大学机械工程教授和该研究的高级研究员。

“我们正在以新的方式突破3D打印的边界，这些方式我们几年前甚至无法想象，”麦卡尔平说。“在移动物体上进行3D打印已经很困难了，但找到一种方法在表面膨胀和收缩时进行打印是一个很大的挑战。”

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

发展和未来应用

研究人员首先使用了一个类似气球的表面和一台专门的3D打印机。他们利用了类似于电影特效的动作捕捉跟踪标记，以帮助3D打印机适应表面的膨胀和收缩运动。

在使用气球状表面后，研究人员在一个人工膨胀的动物肺上进行了测试。结果很成功，一种基于软水凝胶的传感器直接打印在表面上。

根据麦卡尔平的说法，这项技术在未来可以用于直接在跳动的心脏上打印。

“这项研究背后的更广泛的想法是，这是一个巨大的进步，目标是将3D打印技术与外科机器人相结合，”麦卡尔平说。“在未来，3D打印将不仅仅是打印，而是更大型的自主机器人系统的一部分。这对于像COVID-19这样的疾病非常重要，因为医疗保健提供者在治疗患者时面临风险。”

研究团队还包括首席作者朱志杰，明尼苏达大学机械工程博士候选人，以及朴贤洙，明尼苏达大学计算机科学和工程系助理教授。

该研究得到了美敦力公司和美国国家卫生研究院生物医学成像和生物工程研究所的支持。