En una nueva investigación innovadora, los ingenieros mecánicos y los informáticos de la Universidad de Minnesota han desarrollado una técnica de impresión 3D que utiliza tecnología de captura de movimiento, similar a la utilizada en las películas de Hollywood, para imprimir sensores electrónicos directamente en los órganos que se están expandiendo y contrayendo.La nueva técnica de impresión 3D podría tener aplicaciones futuras en el diagnóstico y monitoreo de los pulmones de pacientes con COVID-19.
La investigación se publica en Avances científicos , una revista científica revisada por pares publicada por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia AAAS.
La nueva investigación es la próxima generación de una técnica de impresión 3D descubierta hace dos años por miembros del equipo que permitió la impresión de productos electrónicos directamente en la piel de una mano que se movía de izquierda a derecha o rotaba. La nueva técnica permite inclusoseguimiento más sofisticado para sensores de impresión 3D en órganos como los pulmones o el corazón que cambian de forma o se distorsionan debido a la expansión y contracción.
"Estamos ampliando los límites de la impresión 3D de formas nuevas que nunca antes habíamos imaginado", dijo Michael McAlpine, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota e investigador principal del estudio. "La impresión 3D en un objeto en movimiento es bastante difícil, pero fue todo un desafío encontrar una manera de imprimir en una superficie que se deformaba al expandirse y contraerse ".
Los investigadores comenzaron en el laboratorio con una superficie en forma de globo y una impresora 3D especializada. Utilizaron marcadores de seguimiento de captura de movimiento, muy parecidos a los utilizados en películas para crear efectos especiales, para ayudar a la impresora 3D a adaptar su ruta de impresión a la expansióny movimientos de contracción en la superficie. Los investigadores luego pasaron a un pulmón animal en el laboratorio que se infló artificialmente. Pudieron imprimir con éxito un sensor basado en hidrogel blando directamente en la superficie. McAlpine dijo que la técnica también podría usarseen el futuro para imprimir sensores 3D en un corazón que bombea.
"La idea más amplia detrás de esta investigación es que este es un gran paso adelante hacia el objetivo de combinar la tecnología de impresión 3D con robots quirúrgicos", dijo McAlpine, quien ocupa la cátedra Kuhrmeyer Family Chair en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Minnesota"En el futuro, la impresión 3D no solo se tratará de imprimir, sino que formará parte de un sistema robótico autónomo más grande. Esto podría ser importante para enfermedades como COVID-19, donde los proveedores de atención médica están en riesgo al tratar a los pacientes".
Otros miembros del equipo de investigación incluyeron al autor principal Zhijie Zhu, candidato a doctorado en ingeniería mecánica por la Universidad de Minnesota, y Hyun Soo Park, profesor asistente en el Departamento de Ciencias e Ingeniería de Computación de la Universidad de Minnesota.
La investigación fue apoyada por Medtronic para el desarrollo de sensores y el Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud con el Número de Premio DP2EB020537. Una beca de disertación doctoral de la Universidad de Minnesota otorgó apoyo a Zhijie Zhu.
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Materiales proporcionado por Universidad de Minnesota . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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