Descoberta permite a impressão 3D de sensores diretamente na expansão órgãos

Os engenheiros mecânicos e cientistas da computação desenvolveram uma técnica de impressão 3D que a tecnologia de captura de usos movimento, semelhante ao usado em filmes de Hollywood, para imprimir sensores eletrônicos diretamente em órgãos que estão em expansão e contratação.

A pesquisa está publicada na ciência avança, uma revista científica revisada por pares, publicado pela Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS).

A nova pesquisa é a próxima geração de uma técnica de impressão 3D descoberto há dois anos por membros da equipe que permitiram a impressão da eletrônica diretamente sobre a pele de uma mão que mover para a esquerda para a direita ou girado. A nova técnica permite a detecção ainda mais sofisticado para sensores de impressão 3D em órgãos como os pulmões ou coração que forma a mudança ou distorcer devido à expansão e contração.

"Nós estamos empurrando os limites de impressão 3D em novas maneiras que nunca sequer imaginado anos atrás", disse Michael McAlpine, um professor da Universidade de Minnesota engenharia mecânica e pesquisador sênior do estudo. "3D imprimir em um objeto em movimento é bastante difícil, mas foi um grande desafio para encontrar uma maneira de imprimir em uma superfície que foi deformando como ela se expandiu e contraiu."

Os pesquisadores começaram no laboratório com um balão-como superfície e uma impressora 3D especializada. Eles usaram captura de movimento de rastreamento de marcadores, bem como aqueles usados ​​em filmes para criar efeitos especiais, para ajudar a impressora 3D adaptar a sua passagem de impressão para os movimentos de expansão e contração na superfície. Os pesquisadores, então, mudou-se para um pulmão de animais em laboratório que foi inflado artificialmente. Eles foram capazes de imprimir com sucesso um sensor baseado em hidrogel macia diretamente sobre a superfície. McAlpine disse que a técnica também poderia possivelmente ser usado no futuro para sensores de impressão 3D em um coração de bombeamento.

"A idéia mais ampla por trás desta pesquisa, é que este é um grande passo em frente para a meta de combinar a tecnologia de impressão 3D com robôs cirúrgicos", disse McAlpine, que detém o Kuhrmeyer Família Chair Professorship na Universidade de Departamento de Engenharia Mecânica Minnesota. "No futuro, a impressão 3D não será apenas sobre a impressão, mas sim fazer parte de um sistema robótico autônomo maior. Isso pode ser importante para doenças como COVID-19, onde os prestadores de cuidados de saúde estão em risco no tratamento de doentes."

Outros membros da equipa de investigação incluiu autor Zhijie Zhu, da Universidade de Minnesota Ph.D. engenharia mecânica candidato, e Hyun Soo Park, um professor assistente na Universidade de Departamento de Ciência da Computação e Engenharia de Minnesota.

A pesquisa foi apoiada pela Medtronic (para o desenvolvimento do sensor) e do Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia dos Institutos Nacionais de Saúde sob Award Número DP2EB020537. Apoio adicional foi fornecida por uma Universidade de Minnesota Tese de Doutorado Fellowship atribuído a Zhijie Zhu.

fonte: 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>.