在開創(chuàng)性的新研究中，明尼蘇達(dá)大學(xué)的機(jī)械工程師和計(jì)算機(jī)科學(xué)家開發(fā)了一種3D打印技術(shù)，該技術(shù)使用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)(類似于好萊塢電影中的技術(shù))直接在正在擴(kuò)張和收縮的器官上打印電子傳感器。新的3-D打印技術(shù)可能在診斷和監(jiān)測(cè)COVID-19患者的肺部方面有未來的應(yīng)用。

該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

這項(xiàng)新的研究是該團(tuán)隊(duì)成員兩年前發(fā)現(xiàn)的下一代3-D打印技術(shù)，該技術(shù)可以在左右移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的手的皮膚上直接打印電子產(chǎn)品。這項(xiàng)新技術(shù)允許對(duì)肺或心臟等器官上的3D打印傳感器進(jìn)行更復(fù)雜的跟蹤，這些傳感器由于膨脹和收縮而改變形狀或變形。

明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授，這項(xiàng)研究的高級(jí)研究員邁克爾·麥卡芬說：“我們正在以前所未有的新方式推動(dòng)3D打印的界限。”“在移動(dòng)物體上進(jìn)行3-D打印已經(jīng)足夠困難，但是要找到一種在其膨脹和收縮時(shí)變形的表面上進(jìn)行打印的方法，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。”

研究人員從實(shí)驗(yàn)室開始時(shí)就具有氣球狀表面和專用的3D打印機(jī)。他們使用運(yùn)動(dòng)捕捉跟蹤標(biāo)記，就像在電影中使用的那樣來創(chuàng)建特殊效果，以幫助3-D打印機(jī)將其打印路徑調(diào)整為適應(yīng)表面上的伸縮運(yùn)動(dòng)。然后，研究人員轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室中被人為充氣的動(dòng)物肺部。他們能夠成功地直接在表面上打印基于水凝膠的軟傳感器。McAlpine說，該技術(shù)將來也可能用于心臟跳動(dòng)的3D打印傳感器。

明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系的庫(kù)爾邁耶家族講座教授，麥克阿爾平說：“這項(xiàng)研究背后的更廣泛的想法是，這是朝著將3D打印技術(shù)與外科手術(shù)機(jī)器人相結(jié)合的目標(biāo)邁出的一大步。” 。“將來，3-D打印將不僅僅是打印，而是更大的自主機(jī)器人系統(tǒng)的一部分。這對(duì)于像COVID-19這樣的疾病可能很重要，因?yàn)樵谶@種情況下醫(yī)療保健提供者在治療患者時(shí)處于危險(xiǎn)之中。”