محققان دانشگاه مینه سوتا به منظور پرینت سه بعدی کانال های منحصر به فرد در مقیاس میکرو، با مرکز فرماندهی توسعه توانایی های رزمی ارتش ایالات متحده همکاری کردند. توانایی ساخت چنین کانال های ریزسیالی به طور بالقوه می تواند تولید ابزار تشخیص و آزمایش بیماری و حسگر های مورد استفاده برای انواع آزمایشات پزشکی را اتوماتیک کند. پرینت سه بعدی این ساختارها بر روی سطح خمیده که اولین قدم برای پرینت سه بعدی مستقیم روی پوست برای سنجش مایعات بدن در زمان واقعی می باشد برای نخستین بار توسط تیم تحقیقاتی دانشگاه مینه سوتا توسعه یافته است.

 

توسعه کانال های ریزسیالی با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی

ریزسیال شناسی یک شاخه به سرعت در حال رشد است که شامل کنترل جریان های سیالات در مقیاس میکرون می باشد. ریزسیالات در طیف وسیعی از زمینه ها از جمله سنجش محیط، تشخیص های پزشکی مانند بیماری کرونا و سرطان، آزمایش بارداری، غربالگری دارو و موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. ارزش بازار ریزسیالات در سطح جهانی میلیاردها دلار است.

دستگاه های ریزسیال به طور معمول در یک اتاق تمیز با کنترل محیط و با استفاده از یک روش پیچیده چند مرحله ای به نام فوتولیتوگرافی ساخته می شوند. اما محققان در این مطالعه جدید توانستند با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی، کانال های ریزسیالی را در یک مرحله ایجاد کنند. این تیم از یک دستگاه چاپگر سه بعدی سفارشی برای پرینت سه بعدی مستقیم کانال ها روی یک سطح در محیط باز آزمایشگاهی استفاده کردند. قطر کانال ها حدوداَ ۳۰۰ میکرون (تقریباً سه برابر اندازه موی انسان) است. این تیم نشان دادند که می توان با استفاده از یک سری شیر، جریان سیال کانال ها را کنترل، پمپاژ و دوباره هدایت کرد.

توسعه کانال های ریزسیالی با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی
توسعه کانال های ریزسیالی با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی کانال های زیرسیالی روی یک سطح خمیده

چرا این پیشرفت پیشگامانه تلقی می شود؟ پرینت سه بعدی این کانال های ریزسیالی خارج از محیط اتاق تمیز می تواند اتوماسیون مبتنی بر ربات و قابلیت حمل در تولید این دستگاه ها را فراهم کند. در واقع پرینت سه بعدی این دستگاه ها بدون نیاز به اتاق تمیز به این معنی است که ابزارهای تشخیصی می توانند در مطب توسط پزشک و یا توسط سربازان  از راه دور چاپ سه بعدی شوند.

پرینت سه بعدی کانال های زیرسیالی روی یک سطح خمیده
پرینت سه بعدی کانال های زیرسیالی روی یک سطح خمیده

یک استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه مینه سوتا و محقق ارشد این پژوهش به نام Michael McAlpine گفت: “این پژوهش جدید در آینده امکانات بیشماری را برای ساخت دستگاه های ریزسیالی فراهم می کند. همچنین توانایی پرینت سه بعدی بر روی یک سطح خمیده، امکانات و کاربردهای جدیدی از جمله پرینت سه بعدی مستقیم ریزسیالات بر روی پوست به منظور سنجش مایعات بدنی و عملکردها در زمان واقعی را برای این دستگاه ها ایجاد می کند”. مقاله مرتیط با این پژوهش در یک مجله علمی به نام Science Advances منتشر شده است.

منبع: https://www.3dnatives.com/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.

4.9/5 - (40 امتیاز)