Metode si tehnici de imprimare 3D pentru aplicatii biomedicale

Abstract

Scopul lucrării constă în cercetare, proiectare şi elaborarea unei imprimante 3D cu domeniul de aplicaţii medicale, tehnici şi algoritmi de sinteză a structurilor de procesare metodelor de bio-imprimare. Metodologia cercetării ştiinţifice se bazează pe teoria sistemelor de calcul. Tehnologia permite plasarea precisă a celulelor vii, biomaterialelor și biomoleculelor în structuri tridimensionale clar definite (reprezentări 3D) având ca rezultat un bioprint. Noutatea şi originalitatea este de nivel revoluţionar. Momentan, tehnologia este încă în faza incipientă, însă companiile farmaceutice investesc tot mai mult pentru a o perfecţiona. Unul din motivele pentru care acestea sunt interesate de imprimantele 3D este potenţialul lor de a uşura procesul de testare a noilor medicamente. Dacă, spre exemplu, companiile pot tipări un ţesut similar ficatului uman, acest lucru le va permite să studieze efectele noilor medicamente asupra acestuia. Astfel, efectele nocive ale unui medicament nou vor putea fi observate mult mai rapid şi cu un cost mult mai redus decât cel al testărilor clinice actuale. Valoarea aplicativă a lucrării constă în proiectarea şi elaborarea unei bio-imprimante 3D în scopuri de studiere şi aplicare pe larg în domeniul medical. Capacitatea de a realiza dispozitive specifice pacientului, de orientare a controlului şi de porozitate şi de a combina materiale multiple, atât sintetice cît și biologice, a atras atentia multor minţi curioase cu atât mai mult că platformele de proiectare sunt ușor asistate de calculator.

The aim of the work is to research, design and develop a 3D printer with the field of medical applications, techniques and algorithms for synthesizing bio-printing methods. Methodology of scientific research is based on the theory of computing systems. The technology allows precise placement of living cells, biomaterials and biomolecules in clearly defined three-dimensional structures (3D representations) resulting in a bioprint. The news and originality is revolutionary. At the moment, technology is still in its infancy, but pharmaceutical companies are investing more and more to improve it. One of the reasons why they are interested in 3D printers is their potential to ease the trial of new drugs. If, for example, companies can print a tissue similar to the human liver, this will allow them to study the effects of new drugs on it. Thus, the harmful effects of a new drug can be seen much faster and at a much lower cost than current clinical trials. The applicative value of the paper lies in the design and development of a 3D bio-printer for the purpose of extensive study and application in the medical field. The ability to make patient-specific devices, control orientation and porosity, and to combine multiple materials, both synthetic and biological, has attracted the attention of many curious minds, all the more so that the design platforms are easily assisted by the computer.