Protótipo de olho biônico impresso em 3D

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Minnesota, pela primeira vez, imprimiu totalmente em 3D uma série de receptores de luz em uma superfície hemisférica. Esta descoberta marca um passo significativo para a criação de um “olho biônico” que um dia poderia ajudar as pessoas cegas a verem ou as pessoas com visão ruim, enxergarem melhor.

A pesquisa foi publicada na Advanced Materials, uma revista científica revisada por pares que cobre a ciência dos materiais. O autor também detém a patente para dispositivos semicondutores impressos em 3D.

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“Os olhos biônicos geralmente são considerados ficção científica, mas agora estamos mais próximos do que nunca usando uma impressora 3D multimaterial”, disse Michael McAlpine, co-autor do estudo e professor adjunto de Engenharia Mecânica da Universidade de Minnesota Benjamin Mayhugh.

Os pesquisadores começaram com uma cúpula de vidro hemisférica para mostrar como eles poderiam superar o desafio de imprimir eletrônicos em uma superfície curva. Usando sua impressora 3D personalizada, eles começaram com uma tinta base de partículas de prata. A tinta distribuída permaneceu no lugar e secou uniformemente em vez de escorrer pela superfície curva. Os pesquisadores então usaram materiais poliméricos semicondutores para imprimir fotodiodos, que convertem luz em eletricidade. Todo o processo leva cerca de uma hora.

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McAlpine disse que a parte mais surpreendente do processo foi a eficiência de 25% na conversão da luz em eletricidade que eles conseguiram com os semicondutores totalmente impressos em 3D.

“Temos um longo caminho para imprimir rotineiramente a eletrônica ativa de forma confiável, mas nossos semicondutores impressos em 3D estão começando a mostrar que podem rivalizar com a eficiência de dispositivos semicondutores fabricados em instalações de microfabricação”, disse McAlpine. “Além disso, podemos imprimir facilmente um dispositivo semicondutor em uma superfície curva e eles não podem.”

McAlpine e sua equipe são conhecidos por integrarem impressão 3D, eletrônica e biologia em uma única plataforma. Eles receberam atenção internacional há alguns anos para imprimir um “ouvido biônico”. Desde então, eles têm órgãos artificiais impressos em 3D para a prática cirúrgica, tecido eletrônico que poderia servir como “pele biônica”, eletrônicos diretamente em uma mão em movimento, e células e andaimes que poderiam ajudar as pessoas que sofrem com lesões na medula recuperar alguma função .

O empenho de McAlpine em criar um olho biônico é um pouco mais pessoal.

“Minha mãe é cega de um olho, e sempre que eu falo sobre o meu trabalho, ela diz: ‘Quando você vai me imprimir um olho biônico?'”, Disse McAlpine.

McAlpine diz que os próximos passos são criar um protótipo com mais receptores de luz que sejam ainda mais eficientes. Eles também gostariam de encontrar uma maneira de imprimir em um material hemisférico macio que pode ser implantado em um olho real.

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A equipe de pesquisa de McAlpine inclui o estudante graduado em engenharia mecânica da Universidade de Minnesota, Ruitao Su, os pesquisadores de pós-doutorado Sung Hyun Park, Shuang-Zhuang Guo, Kaiyan Qiu, Daeha Joung, Fanben Meng e o estudante de graduação Jaewoo Jeong.

A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia dos Institutos Nacionais de Saúde (Prêmio No. 1DP2EB020537), The Boeing Company, e pela Iniciativa de Descoberta, Pesquisa e Economia de Inovação de Minnesota (MnDRIVE) pelo Estado de Minnesota.

Publicado em Sciencedaily.

Fonte da história:

Material fornecido pela Universidade de Minnesota.