Ricerche rivoluzionarie mostrano come i sensori possono essere stampati in 3D su organi contraenti
Importanti ricerche sono uscite dall’Università del Minnesota che potrebbero avere enormi implicazioni nella sanità. Ingegneri meccanici e scienziati informatici hanno sviluppato una nuova tecnica di stampa 3D che consente di stampare direttamente i sensori elettronici sugli organi in espansione e in contrazione.
La nuova tecnica utilizza la tecnologia di motion capture come quella utilizzata per creare filmati e, oltre ad avere implicazioni nel campo generale dell’assistenza sanitaria, potrebbe essere specificamente applicata per diagnosticare e monitorare i polmoni degli individui con COVID-19.
La ricerca è stata pubblicata su Science Advances , una rivista scientifica pubblicata dall’American Association for the Advancement of Science (AAAS).
Tecnica di stampa 3D
La ricerca si basa su una tecnica di stampa 3D che è stata scoperta due anni fa. La tecnica fu inizialmente utilizzata su una mano che ruotava e si spostava da sinistra a destra, con l’elettronica stampata direttamente sulla pelle della mano. Ora è stato sviluppato ancora di più per lavorare su organi come i polmoni o il cuore, che si espandono e si contraggono, portando a un cambiamento nella forma o nella distorsione.
Michael McAlpine è professore di ingegneria meccanica all’Università del Minnesota e ricercatore senior nello studio.
“Stiamo spingendo i confini della stampa 3D in modi nuovi che non avevamo nemmeno immaginato anni fa”, ha affermato McAlpine. “La stampa 3D su un oggetto in movimento è abbastanza difficile, ma è stata una vera sfida trovare un modo per stampare su una superficie che si deformava mentre si espandeva e si contraeva.”
Sviluppo e applicazioni future
I ricercatori hanno inizialmente utilizzato una superficie simile a un palloncino e una stampante 3D specializzata. Hanno utilizzato marcatori di rilevamento del motion capture, come quelli utilizzati per creare effetti speciali nei filmati, al fine di aiutare la stampante 3D ad adattarsi ai movimenti di espansione e contrazione sulla superficie.
Dopo aver usato la superficie simile a un palloncino, i ricercatori l’hanno testato su un polmone animale che è stato gonfiato artificialmente. Si è rivelato un successo e un sensore morbido a base di idrogel è stato stampato direttamente sulla superficie.
Secondo McAlpine, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in futuro per stampare direttamente su un cuore pulsante.
“L’idea più ampia alla base di questa ricerca è che si tratta di un grande passo avanti verso l’obiettivo di combinare la tecnologia di stampa 3D con i robot chirurgici”, ha affermato McAlpine. “In futuro, la stampa 3D non riguarderà solo la stampa, ma farà invece parte di un più ampio sistema robotico autonomo. Questo potrebbe essere importante per malattie come COVID-19 in cui gli operatori sanitari sono a rischio durante il trattamento dei pazienti.
Il team di ricerca comprendeva anche l’autore principale Zhijie Zhu, un dottorato di ricerca in ingegneria meccanica. candidato all’Università del Minnesota, così come Hyun Soo Park, assistente professore presso il Dipartimento di Informatica e Ingegneria dell’Università del Minnesota.
Il lavoro è stato supportato da Medtronic e dall’Istituto nazionale di imaging biomedico e bioingegneria del National Institutes of Health.
