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
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