3D-печать помогает ученым в разработке складных хирургических инструментов (+ видео)

Казалось бы, японское искусство оригами никак не связано с научными разработками, однако в NASA действительно использовали принципы складывания бумажных фигурок для создания чрезвычайно эффективных спутников и космических кораблей, которые почти не занимают места. Профессора инженерной механики Ларри Хауэлл и Спенсер Мейглби – специалисты по применению таких способов складывания. В настоящее время они совмещают их с медицинскими инструментами и 3D-печатью вместе с профессором Брайаном Дженсеном и студентами.

Проще говоря, исследователи стремятся разработать хирургические технологии, которые ускорят процесс восстановления после операций. «Идея заключается в том, чтобы максимально уменьшить размеры надрезов, – объясняет Хауэлл. – Для этого мы создаем устройства, которые можно поместить в крошечный надрез, а затем раскрыть уже внутри организма для проведения конкретной операции». Серию механизмов, связанных с этим исследованием, уже залицензировали специалисты по роботизированной хирургии Intuitive Surgical, создатели аппарата da Vinci Surgical System.

Выбор техник оригами обусловлен тем, что в простом уменьшении существующих инструментов уже достигнут предел. Необходимы новые подходы, поэтому команда Университета Бригама Янга работает над устранением некоторых деталей конструкции, в частности, используя методы оригами для раскладывания инструментов. «Эти небольшие инструменты позволят выполнять целый ряд новых операций – мы надеемся, что однажды аппараты будут сравнимы по толщине с нервами, – говорит Мейглби. – Идеи оригами позволяют значительно уменьшить и упростить инструменты».

Уже первые результаты оказались довольно впечатляющими. Один из первых изготовленных инструментов – механические щипцы, которые можно ввести через надрез размером всего 3 мм. Другой проект – D-Core, плоское устройство, которое после введения в надрез трансформируется в две круглые поверхности, имитирующие конструкцию позвоночных дисков. Прототипы этих устройств изготавливаются с помощью 3D-печати, хотя затем инструменты производятся другими методами. По словам ученых, применение 3D-печати предоставляет большую свободу конструкции и значительно ускоряет весь процесс. Возможно, именно за такими инструментами будущее.