Exames de sangue mais rápidos são possíveis graças a engrenagens impressas em 3D

• O que era necessário: Engrenagem leve para aumentar o poder de resolução de um sistema de motor de passo
• Processo de fabricação: Sinterização seletiva a laser (SLS)
• Requisitos: Leve e resistente ao desgaste, de baixa manutenção e sem lubrificação
• Material: iglidur® i3
• Setor: Tecnologia médica
• Sucesso por meio da colaboração: Superação dos obstáculos técnicos para a realização da tecnologia patenteada, maior previsibilidade de ataques cardíacos

Para permitir que a concentração de troponina no sangue fosse registrada com precisão, um motor de passo de 0,9 grau foi acoplado em série com duas engrenagens, ambas com uma relação de transmissão de 100:1. O que ainda impedia a resolução resultante de 0,00009 graus era o aumento da inércia do sistema devido às engrenagens de metal. Era necessário um material mais leve para que o torque do motor de passo pudesse superar a inércia do sistema.

Além disso, um ambiente hospitalar exige condições operacionais especiais. Ajustar o dispositivo para manutenção poderia custar a vida de alguns pacientes. Isso significa, entre outras coisas, que as engrenagens devem funcionar sem lubrificação. Além disso, os lubrificantes podem representar um risco biológico durante os exames de sangue. No que diz respeito às engrenagens, o Cor.Sync testou inicialmente vários modelos de metal. Depois de encontrar um dispositivo adequado, buscou-se uma opção de implementação sem lubrificação.

A impressão 3D da engrenagem a partir do plástico iglidur ® i3, resistente ao desgaste, atendeu a todos os requisitos. Graças ao serviço de impressão 3D da igus®, o design desejado pôde ser realizado com o mínimo de inércia. Além disso, a ausência de manutenção do sistema foi garantida graças à engrenagem de polímero autolubrificante.

Em essência, um exame de sangue é baseado no que é conhecido como espectroscopia SPR. Uma concentração de troponina na faixa crítica de 1 a 100 ng/L indica um risco maior de ataque cardíaco. Na tecnologia usada pelo Cor.Sync, um motor de passo com uma concentração de troponina de 1 ng/L produz uma flutuação angular de aproximadamente 0,009 graus. Portanto, o motor de passo de 0,9 grau disponível foi acoplado a duas caixas de engrenagens em série. Cada caixa de engrenagens tem uma relação de transmissão de 100:1, permitindo 0,00009 graus de ângulos de deslocamento. No entanto, as engrenagens de metal não são adequadas para essa aplicação porque são muito pesadas em relação ao torque obtido pelo motor de passo. Os polímeros de alto desempenho da igus são caracterizados, acima de tudo, por seu baixo peso e resistência ao desgaste.

Em ambientes hospitalares, o uso de lubrificantes é evitado, pois eles podem se tornar um ambiente favorável à disseminação de agentes infecciosos. Por esse motivo, foram utilizadas não apenas as engrenagens autolubrificantes iglidur® i3, mas também outros componentes igus® isentos de lubrificação em outras partes do dispositivo. O sistema óptico, por exemplo, consiste em diodos de laser e fotodiodos, entre outras coisas, que precisam estar alinhados entre si. Para essa finalidade, os elementos ópticos foram montados nas corrediças de came drylin® W, que deslizam sobre o trilho duplo drylin® W, garantindo assim a concentricidade e o alinhamento do sistema óptico.