Entdeckung ermöglicht es den 3D-Druck von Sensoren direkt auf Organe erweitert

Mechanische Ingenieure und Informatiker ein 3D-Drucktechnik entwickelt haben, dass Anwendungen Motion-Capture-Technologie, ähnlich wie in Hollywood-Filmen verwendet, elektronische Sensoren direkt auf Organe zu drucken, die expandieren und Contracting.

Die Forschung ist in der Wissenschaft Fortschritten, eine Peer-Review-wissenschaftliche Zeitschrift veröffentlicht von der Amerikanischen Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (AAAS) veröffentlicht.

Die neue Forschung ist die nächste Generation einer Technik, 3D-Drucks vor zwei Jahren von den Mitgliedern des Teams entdeckte, dass für den Druck von Elektronik direkt auf der Haut einer Hand erlaubt, die links nach rechts bewegt oder gedreht wird. Die neue Technik ermöglicht eine noch anspruchsvollere Tracking 3D-Drucksensoren auf Organe wie die Lunge oder das Herz, dass Veränderungen Form oder Verzerren aufgrund Expansions- und Kontraktions.

„Wir sind die Grenzen des 3D-Drucks auf neue Weise drängen wir noch nie gedacht Jahre“, sagte Michael McAlpine, einer von der Universität von Minnesota Maschinenbau-Professor und leitende Forscher der Studie. „3D-Drucken auf einem sich bewegenden Objekt ist schwierig genug, aber es war eine ziemliche Herausforderung, einen Weg zu finden, die auf einer Oberfläche zu drucken, die verformt wurde, wie es expandiert und kontrahiert.“

Die Forscher im Labor mit einem ballonartigen Oberfläche und einem spezialisierten 3D-Drucker gestartet. Sie verwendeten Motion-Capture-Marker-Tracking, ähnlich wie jene in Filmen verwendet, um spezielle Effekte zu erzeugen, der 3D-Drucker anpassen seinen Druckpfad zu den Expansions- und Kontraktionsbewegungen an der Oberfläche zu helfen. Die Forscher dann bewegt auf ein Tier Lunge im Labor künstlich aufgeblasen wurde. Sie konnten erfolgreich direkt auf der Oberfläche einen weichen Hydrogel-basierten Sensor drucken. McAlpine, sagte die Technik möglicherweise auch in Zukunft 3D-Drucksensoren auf einem Pump Herzen verwendet werden könnte.

„Die breitere Idee hinter dieser Forschung ist, dass dies ein großer Schritt nach vorne, um das Ziel der Kombination von 3D-Drucktechnologie mit chirurgischem Roboter“, sagte McAlpine, der die Kuhrmeyer Familie Chair Professur an der Universität von Minnesota Department of Mechanical Engineering hält. „In der Zukunft, 3D-Druck wird nicht nur zum Drucken, sondern Teil eines größeren autonomen Robotersystemes sein. Dies ist für Krankheiten wie COVID-19 wichtig sein könnte, wo im Gesundheitswesen gefährdet sind, wenn Patienten zu behandeln.“

Andere Mitglieder des Forschungsteams enthalten Blei-Autor Zhijie Zhu, eine Universität von Minnesota Maschinenbau Ph.D. Kandidaten, und Hyun Soo Park, Assistant Professor an der University of Minnesota Department of Computer Science and Engineering.

Die Forschung wurde von Medtronic (für Sensorentwicklung) unterstützt und das National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering der National Institutes of Health unter Verleihungsnummer DP2EB020537. Zusätzliche Unterstützung wurde von einer Universität von Minnesota Doctoral Dissertation Fellowship verliehen Zhijie Zhu zur Verfügung gestellt.

Quelle: University of Minnesota. "Discovery allows 3D printing of sensors directly on expanding organs: Technology could help diagnose and monitor patients with COVID-19." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200617150045.htm>.