תקציר חדשות בנושא הדפסת תלת מימד 31 בדצמבר 2023: שתלים כירורגים, פרוביוטיקה, רחפנים ועוד – 3DPrint.com | הקול של הדפסת תלת מימד / ייצור תוסף

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


אנחנו מתחילים עם מחקר הדפסת 3D מתכת במהדורה זו של ערב השנה החדשה של 3D Printing Briefs, ולאחר מכן עוברים למודל ניתוחי מודפס בתלת מימד ולמחקר פרוביוטיקה. נסיים עם הדפסת תלת מימד בחינוך החלל ומזל"טים צבאיים מודפסים בתלת מימד באוקראינה.

פרסומת

שיטה ניסיונית לניתוח איכויות הגנה של מבני AM מתכת

דגימת צילינדר חלול מודפסת תלת מימדית של AlSi10Mg, מותקנת על תומך PLA לפני הבדיקה.

צוות חוקרים מאוניברסידד קרלוס השלישי דה מדריד (UC3M) ו מכון החומרים של IMDEA הגיע עם א טכניקה ניסיונית חדשה לבדיקות פיצול נועד לנתח את איכויות ההגנה של מבנים מתכתיים מודפסים בתלת מימד. שיטה מהירה וגמישה יותר זו בודקת את הביצועים המכניים של חומרים אלה, במיוחד את יכולת ספיגת האנרגיה שלהם במהלך הפגיעה; היישומים כוללים הנדסה אזרחית וחלל ואווירונאוטיקה. אצלם מאמר שפורסם, פירטו החוקרים את בדיקות הפרגמנטציה שלהם של קליע מודפס בתלת-ממד עם חרטום חרוטי במהירויות פגיעה של עד 400 מטר לשנייה, וקבעו את ההתפלגות האידיאלית בגודל ובצורה של הנקבוביות מתהליך ההדפסה, כמו גם את השפעתן. על היווצרות והתפשטות של סדקים. הצוות אומר שלמכשיר שלהם יש עלות תפעול נמוכה יותר מאשר למערכות שמשתמשות במערכות אלקטרומגנטיות או בחומרי נפץ, ומכיוון שהוא יכול לבצע ניסויים במקום, הוא יכול לסייע בייצור של מבני מגן.

José Antonio Rodríguez Martínez, מרצה בכיר ב-UC3M וחוקר אורח ב-IMDEA Materials, פיתח מחקר זה במסגרת PURPOSE, פרויקט ERC Starting Grant של האיחוד האירופי (GA 758056). הוא הסביר, "הטכניקה הזו תספר לנו בסופו של דבר אם הדפסת תלת מימד מתכת היא טכניקה בת קיימא לבניית מבני הגנה. בארה"ב יש כבר תכניות ספציפיות שמקודמות על ידי משרד ההגנה ומשרד האנרגיה למימון קו מחקר זה, ולכן אנו מקווים שגם האיחוד האירופי וממשלת ספרד יפתחו חזון ארוך טווח שיאפשר לנו להביא את המחקר הבסיסי שאנו מבצעים לעשייה ההנדסית".

מתכות עמידות בפני זיהומים בהדפסת תלת מימד עבור שתלים כירורגיים

חוקרי WSU בדקו את החומר החדש שפותח על עמידות בפני עייפות. (תמונה: אוניברסיטת וושינגטון סטייט)

אוניברסיטת וושינגטון סטייט (WSU) חוקרים פיתחו א שתל כירורגי חדש שהודפס בתלת מימד ממתכת עמידה בפני זיהומים, מה שעלול להוביל לשליטה טובה יותר בזיהומים בניתוחים נפוצים כמו החלפת ברכיים וירך. אחד הגורמים העיקריים לכישלון ולתוצאות רעות של ניתוחים אלו הוא התיישבות חיידקית של השתלים, שכן חומרי הטיטניום הנפוצים אינם מעולים בהתגברות על זיהומים. בעוד שרופאים יכולים לנסות לטפל בזה עם אנטיביוטיקה מערכתית, זיהומים כירורגיים של שתלים יכולים לגרום גם לניתוח תיקון שבו השתל מוסר ומכניסים שתל חדש. צוות ה-WSU הוסיף 3% נחושת ו-10% טנטלום עמיד בפני קורוזיה. סגסוגת טיטניום, וגילתה שהיא מסוגלת להרוג 87% מהחיידקים הגורמים לזיהומי סטאפ בבדיקות מעבדה, תוך שהיא נשארת חזקה ותואמת את הרקמה והשתל שמסביב.

"הדבקה היא בעיה שאין לנו לה פתרון. ברוב המקרים, לשתל אין כוח הגנה מפני הזיהום. אנחנו צריכים למצוא משהו שבו חומר המכשיר עצמו מציע עמידות אינהרנטית – יותר מסתם מתן בקרת זיהומים מבוססת תרופות", הסביר עמית בנדיופדיאי, מחבר המקביל בצוות עבודת מחקר ופרופסור מכובד של בואינג בבית הספר להנדסת מכונות וחומרים של WSU. "כאן אנחנו אומרים, למה לא לשנות את החומר עצמו ותהיה לו תגובה אנטיבקטריאלית אינהרנטית מהחומר עצמו?"

דגם מודפס בתלת מימד עוזר במהלך שחזור פנים מציל חיים

הניתוח התקשה יותר מכיוון שהגידול התפשט אל חלל המוח.

אם כבר מדברים על ניתוח, מה שאליסון האו מסטפורדשייר חשבה לראשונה שהוא זיהום בסינוסים, אושר בסופו של דבר כגידול סרטני באף ובחלל המוח שלה, והיא קיבלה רק שבועיים לחיות. אבל מומחים ב בית החולים האוניברסיטאי רויאל סטוק הייתה גישה להדפסת תלת מימד, שלדבריה המנתח דאיה גהיר "עשה את כל ההבדל בטיפול". הֵם 3D הדפיס מודל כדי להבין טוב יותר ולתכנן את הסרת הגידול, כמו גם לעזור לשחזר כמה מהתכונות שלה. ניתוח שחזור הפנים היה מאתגר, אבל רמת התכנון של המודל המודפס בתלת מימד אפשרה למנתחים פירושה שהוא היה הצלחה. להאו הייתה תמיכה רבה לאחר הניתוח, והיא נטולת סרטן כעת, עם ניתוח קל בלבד בשפה שלה כדי להשלים את הטיפול. היא רצתה לשתף את הסיפור שלה כדי לגייס כסף לארגון הצדקה UHNM, שעוזרת במימון ציוד לבתי חולים.

"בהרבה [hospital] יחידות, זה בהחלט היה נחשב בלתי ניתן להפעלה, והיא כנראה הייתה מטופלת בטיפול פליאטיבי", אמר גהיר, והוכיח שהדפסת תלת מימד באמת יכולה להציל חיים.

שיפור ההשפעה של פרוביוטיקה על בריאות המעיים עם מדפסת 3D מזון

Sun-Ok Lee, משמאל, פרופסור חבר לתזונה, ועלי Ubeyitogullari, עוזר פרופסור להנדסת מזון, פועלים לשיפור הפרוביוטיקה באמצעות טכנולוגיית הדפסת מזון תלת מימדית. (תמונה של חטיבת מערכת בחקלאות)

מיקרואורגניזמים חיים הנקראים פרוביוטיקה טובים לבריאות המעיים ויכולים לסייע במניעת מחלות כרוניות. אבל, המיקרואורגניזמים הפעילים בפרוביוטיקה מסויימת לא תמיד מגיעים למערכת העיכול בגלל גורמים סביבתיים כמו חומצות קיבה. במחקר שנתמך על ידי א USDA-NIFA חוקרי מענק, מדעי המזון ותזונה ב- תחנת הניסויים החקלאיים של אוניברסיטת ארקנסו הם שימוש במדפסות 3D מזון כדי לשפר את ההשפעה שיכולה להיות לפרוביוטיקה על בריאות המעיים שלך. הרעיון הוא להגן על פרוביוטיקה במהלך עיבוד מזון, הובלה, אחסון ולאחר צריכתם. הצוות משתמש הדפסת מזון בתלת מימד לכלול פרוביוטיקה חרוזי מיקרוג'ל אלגינט-פקטין שהם רגישים ל-pH ועמידים לתנאים חומציים מאוד, אך ייפתחו במעי הגס היכן שרמות החומצה נמוכות יותר. החרוזים מודפסים מתוך דיו העשוי מפרוביוטיקה המעורבבת עם חומר עמילני דמוי ג'ל על בסיס תירס, ולאחר מכן מוזלפים לעוגיות ויוגורט לצורך הערכת כדאיות.

"במהלך כמעט כל שלבי העיבוד, הפרוביוטיקה חשופה ללחצים חיצוניים כמו טמפרטורה, אז אנחנו מנסים לייצר אותם יציב במהלך עיבוד מזון", הסביר עלי אובייטוגולרי, עוזר פרופסור להנדסת מזון במחלקות מדעי המזון והנדסה ביולוגית וחקלאית. "בעזרת הדפסה תלת מימדית, אנו יכולים לאתר ולהקיף אותם במדויק בו זמנית. וניתן להחדיר את זה ישירות למוצר, שבו אתה מתמודד עם הכמות והמיקום הנכונים."

שיפוץ מרכז הגילוי של Space Foundation כולל מעבדת הדפסה תלת מימדית

משפחות נהנות מהיום האחרון לפני שמרכז התגליות של קרן החלל נסגר לרגל שיפוצים. המרכז אמור להיפתח באביב ויכלול "אזור רחפנים" בנוסף לשיפוץ של שאר החלל. (תמונה: גבי ברוקמה, הדנוור גאזט)

ה מרכז גילוי קרן החלל בקולורדו ספרינגס נסגר לאחרונה ל לעבור שיפוץ והרחבה של 3 מיליון דולר, שנועד להגביר את העניין בחלל – אחד מהמגזרים הכלכליים הצומחים ביותר בעולם – ולעזור לסטודנטים לשקול קריירה בתחום. הקרן רוצה להגדיל את הביקורים האישיים מ-300,000 בסך הכל בעשר השנים האחרונות לכ-100,000 אנשים מדי שנה תוך חמש שנים לאחר הפתיחה מחדש. עם מה שהיא תכננה למרכז, זה לא אמור להיות קשה מדי. בנוסף לאזור רחפנים חדש ושדרוגים למעבדת Mars Robotics ו- Science on a Sphere, השיפוץ יוסיף גם מדפסות תלת-ממד למעבדה ייעודית המתמקדת בלמידה אינטראקטיבית על ייצור תוסף, אשר משמשת כיום לעתים קרובות כדי לבנות חלקים עמידים ואמינים ומנועי רקטות לחלל.

המבקרים באזור המל"טים החדש יקבלו תחושה של איך זה יהיה להטיס את מזל"ט Ingenuity של נאס"א באווירה הנמוכה של מאדים, והמרכז מספק גם משאבים ומערכי שיעור למורים, כמו גם הזדמנויות וירטואליות ללמוד. תהיה גם קונסולה חדשה שתראה איך זה להטיס לוויינים מכדור הארץ, שהיא אחת המשימות העיקריות של כוח החלל האמריקאי. למעשה, בקולורדו ספרינגס יש את אחד הריכוזים הגדולים ביותר של שומרי חיל החלל, והמנכ"לית הת'ר פרינגל אמרה שילדים של אותם חברי שירות היו מבקרים לעתים קרובות במרכז התגלית. המרכז רואה מעורבות רבה מהקהילה הצבאית באמצעות מתנדביו, ובואינג, לוקהיד מרטין ונורתרופ גרומן תרמו כולם לשיפוץ. מרכז התגליות של קרן החלל מקווה להיפתח מחדש באפריל הקרוב.

צבא אוקראינה בוחן מל"טים מודפסים תלת מימד לטווח ארוך מדונאוסטאל

מטעם עמותה אמריקאית-אוקראינית, של גרמניה Donaustahl GmbH תרמו רחפני סיור לטווח ארוך של Titan Falcon מודפסים בתלת מימד לכוחות המזוינים של אוקראינה (AFU). זה היה דיווח כי שניים משלושת המל"טים נבדקים בסביבה מבצעית על ידי הצבא האוקראיני, כדי לראות עד כמה הם מתאימים להתאמה בשטחים מגוונים. המל"ט Titan Falcon תוכנן על ידי סטארט-אפ Titan Dynamicsהמתמקדת במקסום התועלת, אופטימיזציה של יעילות, מזעור עלויות הייצור והגדלת היכולות ארוכות הטווח של מל"טים מודפסים בתלת מימד.

המל"ט הניתן להדפסה בתלת מימד כולל טווח טיסה תפעולי של 400 קילומטרים ויכול לטוס במשך שש שעות. יש לו מצלמת First Person View (FPV) למעקב בזמן אמת, ויכולות הסיור שלו משופרות עוד יותר עם מצלמת עדשה בגודל 2.5 אינץ'. גרמניה היא לא המדינה הראשונה ששלחה עזרה צבאית מודפסת בתלת מימד לאוקראינה. בתחילת 2023, במסגרת תוכנית חשאית, בריטניה פיתחה וניסתה מגוון של מל"טים מודפסים בתלת מימד…



קישור לכתבת המקור – 2023-12-31 15:30:55

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר