Ingenieros 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 expanden y contraen. 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 ha publicado en Science
Advances, una revista científica revisada 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 giraba. La nueva técnica permite
un seguimiento aún más sofisticado de los sensores de impresión 3D en órganos
como los pulmones o el corazón que cambian de forma o se distorsionan debido a
la expansión y la contracción.
"Estamos ampliando los límites de la impresión
3D de formas nuevas que nunca antes habíamos imaginado", afirmaba
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 a medida que se
expandía y contraía".
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, al igual que los utilizados
en películas para crear efectos especiales, para ayudar a la impresora 3D a
adaptar su ruta de impresión a los movimientos de expansión y contracción en la
superficie. Luego, los investigadores pasaron a un pulmón animal en el
laboratorio que se infló artificialmente. Pudieron imprimir con éxito un sensor
suave a base de hidrogel directamente en la superficie. McAlpine dijo que la
técnica también podría usarse en 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, un Ph.D. de ingeniería mecánica de la
Universidad de Minnesota. candidato, y Hyun Soo Park, profesor asistente en el
Departamento de Ciencias de la Computación e Ingeniería de la Universidad de
Minnesota.
Más información en www.twin-cities.umn.edu
Leído en Printing & Design
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