Sistemi di serraggio (pinze ) ottenuti con la stampa 3d per ridurre lo slittamento durante i test sui tessuti molli

Ci sono molti diversi scopi e applicazioni per le pinze, anche in campo medico, dimostrati dalle pinze per cardioplegia stampate in 3D progettate per il  King’s College Hospital Foundation Trust  due anni fa.

Recentemente, un gruppo collaborativo di ricercatori dell’Università di Otago e della Auckland University of Technology in Nuova Zelanda e dell’Università di Lipsia in Germania ha pubblicato un documento intitolato ” Utilizzo della tecnologia di stampa 3D per facilitare e standardizzare i test sui tessuti molli “, nel Rivista di rapporti scientifici che ha dettagliato il loro lavoro nella creazione di morsetti stampati in 3D e dispositivi che possono aiutare a montare tessuti molli a scopo di test.

L’abstract dice: “Questo rapporto descriverà la nostra esperienza utilizzando morsetti stampati 3D per montare tessuti molli provenienti da diverse regioni anatomiche. Verranno discussi la fattibilità e i potenziali limiti della tecnologia. I tessuti sono stati acquistati in condizioni fresche, tra cui pelle umana, legamenti e tendini. Morsetti e dispositivi di fissaggio standardizzati sono stati stampati in 3D e utilizzati per montare i campioni. Nei   test di trazione quasi statici combinati con la correlazione di immagini digitali e   prove di fatica abbiamo caratterizzato l’applicabilità della tecnica di serraggio. La microscopia elettronica a scansione è stata utilizzata per valutare i campioni per valutare l’integrità della matrice extracellulare dopo i test meccanici. Le pinze stampate in 3D non hanno mostrato segni di cedimento dovuto al serraggio durante il  quasi-statico test e matrice extracellulare intatta è stata trovata nell’area di bloccaggio, nell’area di bloccaggio della transizione e nell’area centrale da dove sono stati ottenuti i dati di deformazione. Nei   test di fatica , lo slittamento del materiale era basso, consentendo test ciclici oltre 10 5  cicli. Il confronto con altre tecniche di serraggio consente alle pinze stampate in 3D di facilitare e accelerare la manipolazione dei campioni, sono altamente adattabili alle geometrie dei campioni e ideali per esperimenti di alta standardizzazione e ad alta produttività nella biomeccanica dei tessuti molli.
I tessuti molli hanno molte caratteristiche speciali, come essere diversi, direzionalmente dipendenti (anistropici) e viscoelastici (che mostrano caratteristiche sia viscosa che elastiche quando subiscono deformazioni). Il potere di queste qualità è aumentato da cose come il ritardo post-mortem, alterazioni del contenuto d’acqua e patologia traumatica, che possono causare problemi quando si tratta di test meccanici standardizzati del tessuto sotto sforzo.

Dispositivi e morsetti sono stati usati per aiutare con problemi come lo slittamento del materiale, ma sono limitati quando si lavora con tessuti molli per ragioni come, come la carta elenca, “avulsione nel sito di bloccaggio o il rischio di cambiamenti indotti dalla temperatura nel comportamento meccanico “.

Nel corso degli ultimi anni, il team ha sviluppato una tecnica denominata plastinazione parziale che utilizza resina poliuretanica rinforzata con ceramica nei punti di fissaggio del morsetto per favorire lo slittamento. Ma ci vuole molto tempo per preparare questo metodo, che richiede anche attrezzature speciali (leggere costose e difficili da reperire) come dispositivi di fusione e pompe per vuoto, e gli errori possono verificarsi durante il serraggio a causa della difficoltà di posizionare il soft tessuti in una prova che coinvolge gli effetti della gravità.

“Di conseguenza, abbiamo mirato a esplorare tecniche alternative che potrebbero facilitare il clampaggio dei tessuti e aiutare a standardizzare il bloccaggio dei tessuti molli per i test biomeccanici in un modo meno dispendioso in termini di tempo”, hanno spiegato i ricercatori nel loro articolo. “Nel frattempo la stampa 3D è diventata ampiamente disponibile e tali soluzioni professionali di estrusione possono essere utilizzate per personalizzare e stampare dispositivi e regolazioni per test biomeccanici utilizzando filamenti disponibili in commercio. Inoltre, può essere utilizzato per fornire componenti aggiuntivi a prezzi accessibili ai dispositivi di test esistenti in tutto il mondo, andando oltre la semplice biomeccanica dei tessuti molli. La possibilità di condividere modelli digitali esistenti consente un’ampia disponibilità e uno scambio di ricerca e conoscenza. La stampa 3D può anche essere utilizzata per i meccanismi di bloccaggio,
Standardizzazione dei test sui materiali e impostazione dei test. Focus di questo studio saranno le caselle evidenziate in rosso.
Durante una rapida ricerca su Internet, ho trovato modelli di morsetti stampabili 3D su Thingiverse , Instructables e 3D Hubs , sebbene nessuno fosse destinato a scopi medici. I sistemi di serraggio del team di ricerca sono stati progettati utilizzando il software CAD 3D Creo 4.0 e stampati su una Ultimaker 3 Extended in filamenti ABS, PLA, nylon e TPU disponibili in commercio.

Nel loro studio, il team di ricerca ha descritto la propria esperienza nel montaggio di tessuti molli umani, da tre diverse regioni anatomiche con proprietà diverse, utilizzando morsetti stampati in 3D e confrontato questo nuovo metodo di bloccaggio con il precedente metodo di plastinazione parziale.

I coautori del libro sono Mario Scholze, Aqeeda Singh, Pamela F. Lozano, Benjamin Ondruschka, Maziar Ramezani, Michael Werner e Niels Hammer.

Be the first to comment on "Sistemi di serraggio (pinze ) ottenuti con la stampa 3d per ridurre lo slittamento durante i test sui tessuti molli"

Leave a comment