Sfruttare il design generativo per la stampa 3D di dispositivi compositi resistenti al biofilm batterico per parti del corpo artificiali e dispositivi medici personalizzati

I ricercatori sviluppano processi di stampa 3D per parti del corpo artificiali e dispositivi medici personalizzati
 
I ricercatori dell’Università di Nottingham hanno sviluppato un nuovo processo di stampa 3D per la bioprinting multimateriale che può essere utilizzato per personalizzare parti del corpo artificiali e altri dispositivi medici con funzionalità integrate. Le parti stampate in 3D offrono una forma e una durata migliori riducendo il rischio di infezione batterica.
 
Direttore dello studio Dott. Yinfeng He del Center for Additive Manufacturing commenta la tecnologia di stampa 3D multimateriale assistita da computer:

“La maggior parte dei dispositivi medici prodotti in serie non soddisfa pienamente le esigenze uniche e complesse dei loro utenti. Allo stesso modo, i processi di stampa 3D monomateriale hanno limiti di progettazione che nessun dispositivo su misura con più funzioni biologiche o meccaniche può produrre. Per la prima volta, è possibile combinare funzioni complesse in un dispositivo sanitario su misura utilizzando la tecnologia di stampa 3D multimateriale assistita da computer per migliorare il benessere del paziente.
I ricercatori sperano che l’innovativo processo di progettazione possa essere applicato alla stampa 3D di qualsiasi dispositivo medico che richieda forme e funzioni personalizzabili. Ad esempio, il processo potrebbe essere personalizzato per creare un’articolazione su misura o per sostituire un dito perso che si adatterebbe perfettamente al paziente, migliorando non solo il comfort ma anche la durata della protesi.

Parti stampate e dimensionate su misura
 
Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato un algoritmo informatico per progettare e produrre oggetti stampati in 3D pixel per pixel da due materiali polimerici di diversa rigidità che impediscono anche la formazione di biofilm batterico. Ottimizzando la rigidità, sono stati in grado di ottenere parti sagomate e dimensionate su misura del cliente che offrono la flessibilità e la resistenza richieste.

Ad esempio, le attuali sostituzioni di articolazioni artificiali delle dita utilizzano sia parti in silicone che metalliche che forniscono a chi le indossa un livello standardizzato di destrezza e tuttavia sono abbastanza rigide da potersi impiantare nell’osso. Nello studio, il team di ricerca è stato in grado di fabbricare con successo un’articolazione per le dita con questi due requisiti in un unico dispositivo e allo stesso tempo adattare le sue dimensioni e la sua resistenza alle esigenze individuali del paziente.

Il team di ricerca è stato in grado di stampare in 3D con multimateriali resistenti ai batteri e biofunzionali in modo che possano essere impiantati e combattere eventuali infezioni che si verificano durante e dopo l’operazione senza l’uso di antibiotici aggiuntivi. Prima che la tecnologia venga commercializzata, i ricercatori prevedono di dotare le sue potenziali applicazioni di materiali più avanzati e funzioni aggiuntive, come: B. il controllo delle risposte immunitarie e la promozione dell’attaccamento delle cellule staminali.

Lo studio è stato pubblicato con il titolo ” Sfruttare il design generativo per la stampa 3D di dispositivi compositi resistenti al biofilm batterico “

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