研究

研究人员黑客Xbox控制台开发纳米级医学3D打印机

研究人员来自丹麦技术大学(DTU)已重新批准A组件Microsoft Xbox 360.开发高分辨率大批量纳米级3D打印机,在医疗领域有各种应用。

该团队从Xbox 360控制台采用光学拾取单元(OPU)组件以替换传统的立体光刻(SLA)光学系统,以便在大大简化SLA 3D打印系统。随着OPU的成本低于5美元,研究人员的解决方案可能会增加数千磅此类设备的负担能力。

“通过我们的3D打印机可以打印微型和纳米级3D对象,我们能够从几十微米的印刷分辨率下降到数百纳米而无需昂贵的专业部件,”DTU博士生延长和研究团队成员说。

“与其他立体化系统相比,我们也最终结束了更简单,更紧凑的纳米级3D打印机。”

Xbox 360光学拾取单元(上部)在基板上照射蓝色激光器,用于微/纳米级3D打印(下部)。照片由jesper scheel。
Xbox 360光学拾取单元(上部)在基板上照射蓝色激光器,用于微/纳米级3D打印(下部)。照片由jesper scheel / dtu。

用于负担能力和简化的硬件黑客

黑客消费电子和重新展示组件是利用易于使用的技术更快地开发更昂贵的昂贵的研究设备的有趣路线。通过修复Xbox OPU,DTU团队希望降低更多研究人员访问Micro和纳米级3D打印的门槛。

在医学3D印刷世界之前,在医学3D印刷网络中进行了硬件黑客攻击是在无政府主义的生物攻击网络之后进行的四个盗贼醋集体开发A.3D可打印套件为纯养药物这是工业化学反应堆的可访问替代品。该装置称为药物髓覆,能够将自制用药合成诸如HIV,葡萄片溢出和药物堕胎的条件。集体也有3D印刷实惠版epipen.和各种各样的其他医疗设备

开源3D打印,由喜欢的喜欢冠军重婚项目, 哪个在2018年庆祝其十周年,是另一种技术,软件和流程可以的方式所有人都可以进入,并持有DTU研究人员采用的类似精神,开辟了SLA 3D印刷设备的负担能力。

使用光聚合,高清数字多功能光盘(HD DVD)光学拾取单元(OPU)用于3D打印。
使用光聚合,高清数字多功能光盘(HD DVD)光学拾取单元(OPU)用于3D打印。图像通过通信物理学。

黑客攻击OPU.

OPU是读取和写入来自诸如蓝光,高清DVD和CD的光学存储盘的数据的组件。Xbox OPU不仅提供光源,而且在紧凑的尺寸下提供衍射限制的光学器件,并且鉴于其高精度测量和多个波长激光模式,研究人员认为这将是传统SLA光学系统的理想替代品。

该团队从Xbox 360提取了HD-DVD OPU,并根据倒置的SLA系统设计了自己的3D打印机,向上引导激光点。OPU发出405纳米激光聚焦在光聚合物VAT内,而嵌入式控制器连接到定制的OPU驱动器和电动机驱动器以调节激光强度和波长。电动机驱动器分别控制XY轴和Z轴线性级,分辨率分辨率为312.5nm和62.5nm,因为嵌入式控制与计算机通信以实现打印过程。

虽然传统的SLA系统需要用于打印的外部传感器,但是,DTU研究人员所提出的OPU 3D打印系统直接使用嵌入式传感器来确定纳米级分辨率的焦点和基板表面之间的距离。传感器还可以调节基板表面,OPU焦平面和倾斜级,而音圈电机调节物镜以测量光聚合物厚度。

由于这些改变,DTU团队认为他们的OPU嵌入式传感系统可用于显着优化和提高微型和纳米级3D打印的产量。

“我们认为,这项技术可以影响不同的健康技术领域,”DTU副教授恩特武教授说。“开发我们自己的3D打印机的原始目标是能够用微型/纳米级分辨率打印立方厘米体积,用于我们自己的微容器基础的药物递送开发。我们无法在市场上找到一个3D打印机系统。所以我们不得不自行。“

使用HD DVD光学拾取单元(OPU)作为开发的3D打印机的核心光学模块,开发了3D打印机。图像通过通信物理学。
使用HD DVD光学拾取单元(OPU)作为核心光学模块,开发了3D打印机。图像通过通信物理学。

更大的医疗3D打印可访问性

除了用于口服药物交付的3D印刷自身的微观集装箱,研究人员对医疗领域的开发技术预见到了更广泛的应用。他们还认为,对于商业化,OPU系统具有“巨大潜力”,并计划在未来几年内根据本研究建立分拆公司。

“除了3D印刷我们的微观锥虫直径为人类头发的更有效的口腔药物递送发展,该系统还可用于打印无痛的微观针头用于皮肤贴片以加快透皮药物递送的发展,”持续的HWU。

该技术的其他潜在应用可以包括用于细胞培养环境的3D结构,以获得更准确的前体内药物检测研究,并用杀死细菌的纳米结构表面印刷生物相容性微型器件。

“最终,我们的目标是帮助患者经历更好的诊断和治疗,例如通过更准确的医疗诊断,更有效的口腔药物和更好的皮肤补丁。”

有关研究人员技术的更多信息,请参阅题为题为的文件“微型和纳米级3D打印使用光学拾取装置从游戏控制台”,发表在通信物理学期刊。该研究由T. chang,L.Vaut,M.Voss,O. Ilchenko,L. Nielson,A. Boisen和E. Hwu的VAUT。

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特色图片显示Xbox 360光学拾取单元(上部)在基板上照射蓝色激光器,用于微/纳米级3D打印(下部)。照片由jesper scheel/ dtu。