פתרון מודפס בתלת מימד לבדיקת מחלות במחיר סביר

החומרה הזולה עולה על הדגמים היוקרתיים הנוכחיים ויש לה פוטנציאל להוביל בעתיד למכשיר ניטור בריאות ביתי חסכוני.

ספקטרומטריית מסה היא טכניקה רבת עוצמה לזיהוי רכיבים כימיים בדגימות, אשר שימושית לניטור מחלות כרוניות כגון תת פעילות בלוטת התריס. עם זאת, עלותו הגבוהה, לרוב במאות אלפי דולרים, מגבילה את השימוש בו למעבדות, מה שמקשה על ניהול מחלות כרוניות.

חוקרי MIT עשו פריצת דרך על ידי הדפסת תלת מימד של יינון בעלות נמוכה, מרכיב חיוני של ספקטרומטרי מסה, שעולה על גרסאות קיימות. מכשיר קומפקטי זה ניתן לייצור המוני ולשלב אותו בספקטרומטרים באמצעות הרכבה רובוטית, מה שהופך אותו לחסכוני יותר מאשר מייננים מסורתיים. תהליך ההדפסה התלת מימדית מאפשר שליטה מדויקת על צורת המכשיר ושימוש בחומרים מיוחדים לשיפור ביצועיו.

חומרה בעלות נמוכה

החוקרים השתמשו בהדפסת תלת מימד ובאופטימיזציות אסטרטגיות כדי ליצור פולט אלקטרוספריי בעלות נמוכה לספקטרומטריית מסה העולה על הביצועים של מייננים חדישים. הם יצרו את הפולט ממתכת באמצעות סילון קלסר, תהליך שבונה אובייקט שכבה אחר שכבה על ידי ריסוס דבק מבוסס פולימר דרך חרירים זעירים על מצע של חומר אבקה. לאחר מכן מחממים את החפץ כדי לאדות את הדבק ולגבש את האבקה. לאחר מכן, הפולטים עוברים ליטוש אלקטרו כדי לשפר את החדות ומצופים בננו-חוטי תחמוצת אבץ, המספקים את הנקבוביות הדרושה לסינון והובלת נוזלים יעילים.

חשיבה מחוץ לקופסא

הצוות התמודד עם סוגיית אידוי הנוזל בפולטות ספריי אלקטרו, שעלול לגרום לסתימה, על ידי הפיכתו ליתרון. הם תכננו את הפולטים שלהם כחרוטים מוצקים המוזנים חיצונית עם זווית ספציפית המשתמשת באידוי כדי לשלוט בזרימת הנוזל, וכתוצאה מכך ריסוס עם יחס גבוה יותר של מולקולות נושאות מטען. הם גם עיצבו מחדש את האלקטרודה הנגדית כדי למנוע קשתות, מה שמאפשר עלייה בטוחה במתח המופעל, מה שמוביל ליותר מולקולות מיוננות ולשיפור הביצועים. בנוסף, הם פיתחו לוח מעגלים מודפסים בעלות נמוכה עם מיקרו-נוזל דיגיטלי משולב להובלת טיפות יעילה. 

הצוות מתכנן ליצור אב טיפוס המשלב את המיינן שלהם עם מסנן מסה מודפס בתלת מימד ועובד על שיפור משאבות ואקום מודפסות בתלת מימד, החיוניות לספקטרומטר מסה קומפקטי.