De onderzoekers spiekten voor de ontwikkeling van de 3D-print-techniek bij een tegenwoordig veelgebruikte techniek uit de filmindustrie: motion capture.  

3D-printen is allang niet meer iets waar we gek van op kijken. In de afgelopen jaren hebben we de werkelijk vanalles uit de steeds toegankelijkere apparaten zien komen rollen: van piepklein, tot als een huis zo groot. Onlangs zetten wetenschappers een volgende stap: in tegenstelling tot de geruime meerderheid van hun voorgangers slaagden ze erin iets direct op een bewegend oppervlak te printen – een sensor op een ‘ademende’ long.

Beweging vastleggen

De techniek bouwt voort op een recente studie waarbij onderzoekers het voor elkaar speelden elektronica direct op de huid van een hand te printen dat van links naar rechts bewoog. Dit nieuwe onderzoek gaat nog een stap verder. De ondergrond (het substraat) mag namelijk, zo schrijven de onderzoekers in vakblad Science Advances, ook uitzetten en samentrekken.

Het ‘kunstje’ heeft het team bio-ingenieurs en computerwetenschappers afgekeken van de motion capture-technologie. Deze technologie kennen we van de filmindustrie. Daar wordt het gebruikt om de beweging van veelal mensen middels op hen bevestigde sensoren (markers) vast te leggen, op te slaan en vervolgens op het grote scherm met iets anders te ‘beplakken’. Een bekend voorbeeld is Gollem uit de The Lord of the Rings-trilogie, waarvoor acteur Andy Serkis in een motion capture-pak werd gehesen.

Varkenslong

Door het substraat te voorzien van de motion capture-markers, konden de onderzoekers de beweging ervan monitoren en de 3D-printer (lees: het pad van de printkop) daarop aanpassen. Het team begon met een ballon die ze met lucht periodiek deden uitzetten en inkrimpen.

Als kers op de taart stapten de onderzoekers uiteindelijk over naar een varkenslong die in het laboratorium kunstmatig werd ‘beademd’. Met de nieuwe techniek wist het team een zachte, hydrogelsensor direct op het oppervlak van deze ‘ademende’ long te printen.

Medische robotica

Hoewel het vooralsnog bij de long van een proefdier gebleven is, is het de bedoeling dat de techniek ook op menselijke organen gebruikt gaat worden. Waarom? Directe metingen aan een orgaan, zoals de longen maar bijvoorbeeld ook het hart, geven bijzonder waardevolle inzichten in de staat ervan. Zo hoopt het team dat de techniek in de toekomst bijvoorbeeld gebruikt kan gaan worden om patiënten met longproblemen of hartritmestoornissen te monitoren.   

Bronnen: EurekAlert!, Science Advances

Beeld: McAlpine Research Group/University of Minnesota