Descubrimiento permite la impresión en 3D de sensores directamente en la expansión de órganos

La investigación se publica en la ciencia avanza, una revista científica revisada por pares publicado por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS).

La nueva investigación es la siguiente generación de una técnica de impresión 3D descubierto hace dos años por los miembros del equipo que se permite imprimir de la electrónica directamente sobre la piel de una mano que se movía de izquierda a derecha o girar. La nueva técnica permite el seguimiento aún más sofisticada a los sensores de impresión 3D en órganos como los pulmones o el corazón que cambian de forma o distorsionar debido a la expansión y contracción.

"Estamos empujando los límites de la impresión 3D en las nuevas formas Hace años que nunca siquiera imaginado", dijo Michael McAlpine, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota y el investigador principal del estudio. "La impresión en 3D en un objeto en movimiento es bastante difícil, pero era todo un reto encontrar una manera de imprimir sobre una superficie que se deforma a medida que se expandió y se contrajo."

Los investigadores comenzaron en el laboratorio con una superficie similar a un globo y una impresora especializada en 3D. Utilizaron la captura de movimiento de seguimiento de los marcadores, al igual que los utilizados en las películas para crear efectos especiales, para ayudar a la impresora 3D adaptar su recorrido de impresión a los movimientos de dilatación y contracción en la superficie. Luego, los investigadores se trasladaron a un pulmón de animales en el laboratorio que fue inflado artificialmente. Ellos fueron capaces de imprimir correctamente un sensor a base de hidrogel blanda directamente sobre la superficie. McAlpine dijo que la técnica también podría posiblemente ser utilizado en el futuro para sensores de impresión 3D en un corazón de bombeo.

"La idea detrás de esta amplia investigación, es que este es un gran paso hacia la meta de combinar la tecnología de impresión 3D con robots quirúrgicos", dijo McAlpine, que tiene el Kuhrmeyer gama de sillas de Cátedra en la Universidad de Departamento de Ingeniería Mecánica de Minnesota. "En el futuro, la impresión en 3D no será sólo sobre la impresión, sino ser parte de un sistema robótico autónomo más grande. Esto podría ser importante para enfermedades como COVID-19, donde los proveedores de cuidado de la salud están en riesgo cuando se trata a los pacientes."

Otros miembros del equipo de investigación incluyen el autor principal ZHIJIE Zhu, un doctorado de la Universidad de Minnesota ingeniería mecánica candidato, y Hyun Soo Park, un profesor asistente en la Universidad de Departamento de Ciencias de la Computación e Ingeniería de Minnesota.

La investigación fue apoyada por Medtronic (para el desarrollo del sensor) y el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud, bajo el premio número DP2EB020537. El apoyo adicional fue proporcionado por la Universidad de Minnesota Tesis Doctoral Fellowship otorgado a ZHIJIE Zhu.

fuente: 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>.