La stampa 3d magnetica usata per creare cateteri per neonati prematuri Northeastern University

Northeastern University: I Ricercatori Inventano  la stampa 3D  magnetica.
I ricercatori della Northeastern University stanno sviluppando dei dispositivi medici stampati specificatamente per i neonati. Parliamo di cateteri  specifici realizzati per offrire maggiore sostegno ai neonati prematuri  . stampa 3d magneticaI loro disegni innovativi sono diversi in quanto utilizzano i campi magnetici per modellare in 3D  i  dispositivi. Cateteri che sono più resistent e più  leggeri, Northeastern University ha sviluppato una tecnologia di stampa 3D che utilizza campi magnetici per modellare materiali compositi in prodotti specifici del paziente.

Joshua J. Martin, Brad E. Fiore, e Randall M. Erb hanno appena pubblicato i loro risultati su Nature Communications  , ‘Progettare delle architetture di supporti compositi bioispirati tramite la stampa 3D magnetica.’ Attraverso lo studio delle fibre composite  i ricercatori sono in grado di “coniugare in tempo reale l’assemblaggio colloidale con le tecnologie di produzione additiva esistenti per creare altamente programmabili compositi in fibra discontinue”.

Chiamano la loro nuova tecnologia 3D  stampa magnetica, che permette loro di utilizzare l’ispirazione della natura nel ricreare “le architetture di rinforzo complesse e bioispirate che offrono prestazioni  migliorate rispetto alle strutture monolitiche.”

I dispositivi biomedici che si stanno sviluppando per garantire una maggiore affidabilità e una misura appropriata, come i magneti, con l’ allineamento superiore nelle fibre del materiale, permettono una molto migliore precisione nella stampa 3D.

“Credo che la nostra ricerca stia aprendo una nuova frontiera nella ricerca sui materiali. Per lungo tempo, i ricercatori hanno cercato di progettare materiali migliori, ma c’è sempre stato un divario tra teoria ed esperimento “, ha detto Joshua Martin, il dottorando che ha aiutato a progettare ed eseguire gli esperimenti. “Con questa tecnologia, stiamo finalmente graffiando la superficie in cui possiamo teoricamente determinare che una particolare architettura a fibra porti a migliori proprietà meccaniche e possiamo anche produrre queste architetture complesse.”

Questo è particolarmente rilevante per un caso come i cateteri per prematuri,   tradizionalmente i dispositivi sono solo nello standard tipico,un unico modello a misura unica .  I nuovi cateteri personalizzati  aprono la porta a una pletora di altre idee in settori che richiedono architetture complesse e in miniatura, l’ambito neonatale è un posto perfetto per iniziare  non solo aiutano dando di sostegno per eliminare fluidi e  disagio, ma anche evitano errori che potrebbero avere gravi conseguenze.

“Con l’assistenza neonatale, ogni bambino ha una dimensione diversa”, ha detto Randall Erb, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale e ricercatore capo del progetto. “Se è possibile stampare un catetere la cui geometria è specifica per il singolo paziente,  è possibile evitare la puntura delle vene, e si può accelerare il processo.”

Ovviamente, abbiamo seguito molti casi di diversi  dispositivi  stampati in 3d  , ma veramente ciò che spicca in questo caso è l’uso di magneti che controllano la meccanica del materiale e organizzano le fibre ceramiche in modo specifico, di rinforzo con tutte le sfumature del dispositivo.

“Stiamo seguendo l’esempio della natura”, spiega Martin, “prendendo  semplici blocchi di costruzione, ma organizzandoli in un modo che si traduce in una impressionante proprietà meccanica.”

Le fibre vengono rivestite con ossido di ferro, già approvato dalla FDA per essere usato in un’applicazione come questa. Questo  fa sì che vengano magnetizzati, dopo di che  campi magnetici ultrabassi vengono applicati a sezioni separate del materiale con le fibre  in plastica liquida per ottenere il risultato desiderato. I campi magnetici sono facili da applicare, e secondo Erb, non sono nocivi o invasivi per il corpo umano. Utilizzando la tecnologia di stampa SLA, ogni strato di sei per sei richiede circa un minuto per la stampa 3D.

“Questi sono i tipi di architetture che stiamo producendo sinteticamente”, dice Erb, che ha ricevuto 225,000  dollari di finanziamento dallo Small Business Tecnology concessione da parte del National Institutes of Health per sviluppare i cateteri neonatali con una società locale. “Un altro dei nostri obiettivi è quello di utilizzare le fibre di fosfato di calcio e le plastiche biocompatibili per la progettazione di impianti chirurgici.”

 

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