Revolutionärer 3D-Druck lässt Sensoren dynamische Organe in Echtzeit verfolgen

Maschinenbauingenieure und Informatiker haben eine 3D-Drucktechnik entwickelt, die Motion-Capture-Technologie nutzt, ähnlich der in Hollywood-Filmen, um elektronische Sensoren direkt auf Organe zu drucken, die sich ausdehnen und zusammenziehen.

Die neue Forschung ist die nächste Generation einer 3D-Drucktechnik, die vor zwei Jahren von Teammitgliedern entdeckt wurde und das Drucken von Elektronik direkt auf die Haut einer Hand ermöglichte, die sich links-rechts bewegte oder rotierte. Die neue Technik ermöglicht noch anspruchsvolleres Tracking, um 3D-Sensoren auf Organe wie Lunge oder Herz zu drucken, die ihre Form ändern oder sich aufgrund von Ausdehnung und Kontraktion verzerren.

Die Forscher begannen mit einer ballonartigen Oberfläche und einem spezialisierten 3D-Drucker. Sie verwendeten Motion-Capture-Tracking-Marker – ähnlich denen, die für Spezialeffekte in Filmen genutzt werden – um dem 3D-Drucker zu helfen, seinen Druckpfad an die Ausdehnungs- und Kontraktionsbewegungen der Oberfläche anzupassen. Die Forscher gingen dann zu einer Tierlunge im Labor über, die künstlich aufgeblasen wurde.

Sie konnten erfolgreich einen weichen Hydrogel-basierten Sensor direkt auf der Oberfläche drucken. Die Technik könnte möglicherweise in Zukunft auch genutzt werden, um Sensoren auf ein schlagendes Herz zu 3D-drucken.

Die Forschung ist ein Schritt in Richtung des Ziels, 3D-Drucktechnologie mit chirurgischen Robotern zu kombinieren. In Zukunft könnte 3D-Druck Teil eines größeren autonomen robotischen Systems sein, was für Krankheiten wie COVID-19 wichtig sein könnte, wo Gesundheitsdienstleister bei der Behandlung von Patienten gefährdet sind.

Sehen Sie eine Demo der Technik auf Tech Briefs TV hier. Für weitere Informationen kontaktieren Sie Rhonda Zurn unter rhonda.zurn@umn.edu; 612-626-7959.