3D Printing salva la vita delle tartarughe

3D Printing salva la vita delle tartarughe

Con il decollo della stampa 3D negli ultimi anni, i ricercatori creativi hanno trovato sempre più modi per applicare la tecnologia per creare dispositivi che cambiano la vita e dispositivi innovativi - da stampa elettronica direttamente sulla pelle umana sviluppare sensori "intelligenti" che possono essere incorporato in motori a reazione e creando arti bionici a basso costo per bambini nati senza braccia.

In questo momento, Maker Lab presso la Cline Library della Northern Arizona University ha collaborato con Tereza DeMuth, un veterinario del vicino Canyon Pet Hospital, per creare impianti per gusci di tartaruga danneggiati.

Il team NAU - David Van Ness, professoressa d'arte e direttrice del New Media Art Program presso NAU, Kathleen Schmand, direttrice dello sviluppo e delle comunicazioni presso la Biblioteca Cline, e Andrew See, responsabile dei servizi per gli utenti della biblioteca - è stata in grado di creare correzioni protesiche per due tartarughe i cui proiettili avevano subito gravi danni, quindi potevano sopravvivere.

Daisy, una tartaruga dalla 75-sterlina, è rimasta ferita in un incidente automobilistico che ha lasciato due buchi nel suo guscio, lasciandola esposta all'infezione e al potenziale danno alla colonna vertebrale.

Tim, una tartaruga del deserto del Mojave 1.5-libbra, era stata morsa da un cane. L'incidente ha danneggiato il suo guscio, lasciando il suo fegato pericolosamente esposto.

"Entrambe le tartarughe erano ad alto rischio di infezione e sepsi e quindi hanno dovuto sopportare i cambiamenti della fasciatura ogni tre giorni per circa due mesi prima che le ferite fossero pulite e abbastanza sane da coprire con le protesi", ha detto DeMuth in un comunicato.

L'infortunio di ogni tartaruga ha presentato una sfida unica per il team mentre scolpivano le protesi.

Per Daisy, la squadra NAU aveva i pezzi originali del suo guscio che erano usciti nell'incidente, quindi sono stati in grado di prendere questi pezzi e scansionare e modellare direttamente una protesi dopo di loro.

Dopo che Van Ness ha eseguito scansioni laser dei pezzi di guscio rotto e poi modificato i disegni con un programma chiamato ZBrush. Ci sono voluti alcuni tentativi e un paio di scansioni diverse per creare una protesi che si adattasse bene.

Dopo la prima stampa, hanno appreso che mancava un pezzo e quindi hanno dovuto riprogrammare e ristampare.

"È proprio quel processo di prototipazione che stampa ciò che pensi che funzionerà e poi lo misuri effettivamente contro la realtà e lo aggiusti", ha detto Schmand in una nota.

L'infortunio di Tim ha presentato una serie di altre sfide. Poiché non avevano un pezzo rotto da scansionare, Van Ness ha dovuto creare un disegno a mano libera. Inoltre, lo scanner a luce strutturata della biblioteca non forniva una risoluzione sufficientemente elevata, rendendo difficile determinare la forma e le dimensioni esatte che sarebbero state necessarie.

Van Ness ha considerato l'utilizzo della plastilina, un'argilla per modellare a base di olio per scolpire una protesi sul suo guscio e quindi utilizzarla come modello per la stampante 3D. Fortunatamente, il guscio di Tim stava guarendo rapidamente, quindi aveva bisogno solo di una protesi temporanea - "un po 'di armatura che può essere lasciata per un periodo di tempo più breve", come ha descritto Schmand in una dichiarazione.

"La parte più difficile è stata trovare il materiale giusto da stampare", ha affermato DeMuth. "Doveva essere bio-friendly, economico, sicuro e durevole da sterilizzare, e doveva essere flessibile in modo che potesse crescere con la tartaruga che invecchia o essere facile da sostituire ogni anno o giù di lì."

"Volevamo utilizzare un materiale biodegradabile chiamato chitosano", ha aggiunto Van Ness. "È un tipo di plastica fatta di gamberetti e grilli di gruppo, simile a quello delle unghie e dei gusci di tartaruga. Ma ci sarebbe voluto un po 'per ottenere l'attrezzatura. "

Hanno optato per l'utilizzo di acido polilattico (PLA), un materiale plastico biodegradabile ed ecocompatibile. Il PLA, comunemente usato per la stampa 3D, è stata la scelta più facile, poiché era il materiale già utilizzato in tutte le stampanti della biblioteca.

Immagine: Maker Lab, Northern Arizona University

L'intero processo costa solo $ 20, ben lontano dalle centinaia di dollari che costano le protesi di protesi per gusci di tartaruga.

Le protesi dovranno essere sostituite di volta in volta, poiché non cresceranno con le tartarughe. Ma a un costo così basso, questo rappresenta solo un piccolo inconveniente.

Il progetto mostra il potenziale illimitato della stampa 3D, in particolare nell'ambito medico.

DeMuth ha detto che i veterinari potrebbero usare la tecnologia per creare qualsiasi cosa, dalle protesi agli impianti chirurgici ai dispositivi medici.

"A differenza della medicina umana, i nostri pazienti animali sono disponibili in una gamma molto diversificata di forme e dimensioni, quindi avere la capacità di creare materiali su misura per ogni individuo unico rende questo momento molto eccitante per essere nella pratica veterinaria", ha detto in una dichiarazione .

Per quanto riguarda Van Ness, ha notato che in precedenza aveva lavorato con un'azienda che utilizzava stampanti 3D per scopi medici.

"Hanno stampato le ossa con il titanio e quelle stampe costano migliaia di dollari", ha detto. "Ho lavorato con un paio di gemelli collegati per stampare le ossa di cui avevano bisogno durante e dopo la separazione. Abbiamo anche avuto un veterinario della guerra in Iraq di cui abbiamo ricostruito la mascella. Abbiamo stampato una struttura a traliccio, così come l'osso ricresce, cresce in quel reticolo e si aggrappa al metallo, e il metallo si rompe lentamente a pezzi ".

Inoltre, ha notato Van Ness, lo sviluppo di queste tecnologie sta confondendo i confini dell'arte e della scienza.

"Per me, le arti sono solo scienze applicate", ha detto. "Facciamo esperimenti, che è la nostra opera d'arte; abbiamo laboratori, che sono i nostri studi. Una parte di me cerca sempre di disturbare un po 'il sistema. Ecco dove arriva l'innovazione. "

"Attualmente sto lavorando con stampanti biologiche 3D", ha continuato. "Ho in programma di stampare materiale biosensibile e utilizzare campioni di cellule per far crescere le mie cellule sulla mia scultura. Stamperò una struttura che è bio-supportiva, prendi un tampone per le guance e cresciuta una cultura su di essa. "

Che si tratti di aiutare i veterani della guerra in Iraq o le tartarughe ferite, la tecnologia sta cambiando le vite. Per il resto della sua vita, gli innesti protesici di Daisy la proteggeranno dall'infezione permettendole di correre per il cortile come ha fatto prima dell'incidente. Tim, nel frattempo, avrà il suo cast solo fino a quando il suo guscio non finirà di guarire.

La Rete Università