Testes sanguíneos mais rápidos possíveis graças a engrenagens impressas em 3D

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

Para poder registar com precisão a concentração de troponina no sangue, foi acoplado um motor de passo de 0,9 graus 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 metálicas. Era necessário um material mais leve para que o binário do motor passo a passo pudesse superar a inércia do sistema.

Além disso, um ambiente hospitalar exige condições de funcionamento especiais. Ajustar o dispositivo para manutenção pode custar a vida a alguns doentes. Isto significa, entre outras coisas, que as engrenagens devem funcionar sem lubrificação. Além disso, os lubrificantes podem constituir um risco biológico durante as análises ao sangue. No que diz respeito às engrenagens, o Cor.Sync testou inicialmente vários modelos metálicos. Uma vez encontrado um dispositivo adequado, procurou-se uma opção de implementação sem lubrificação.

A impressão 3D da engrenagem a partir do plástico resistente ao desgaste iglidur ® i3 cumpriu 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.

Essencialmente, uma análise ao sangue baseia-se no que é conhecido como espetroscopia SPR. Uma concentração de troponina no intervalo crítico de 1 a 100ng/L indica um risco acrescido de ataque cardíaco. Na tecnologia utilizada pelo Cor.Sync, diz-se que um motor de passo com uma concentração de troponina de 1ng/L produz uma flutuação angular de aproximadamente 0,009 graus. Por conseguinte, o motor passo a passo de 0,9 graus disponível foi acoplado a duas caixas de velocidades em série. Cada caixa de velocidades tem uma relação de transmissão de 100:1, permitindo 0,00009 graus de ângulos de desvio. No entanto, as engrenagens metálicas não são adequadas para uma aplicação deste tipo porque são demasiado pesadas em relação ao binário alcançado pelo motor passo a passo. Os polímeros de alto desempenho da igus são caracterizados acima de tudo pelo seu baixo peso e resistência ao desgaste.

Em ambientes hospitalares, a utilização de lubrificantes é evitada, uma vez que estes podem tornar-se um ambiente favorável à propagação de agentes infecciosos. Por este motivo, não foram utilizadas apenas as engrenagens autolubrificantes iglidur® i3, mas também outros componentes igus® isentos de lubrificação noutras partes do dispositivo. O sistema ótico, por exemplo, consiste em díodos laser e fotodíodos, entre outras coisas, que têm de estar alinhados entre si. Para este efeito, os elementos ópticos foram montados nas corrediças de came drylin® W, que deslizam sobre a calha dupla drylin® W, garantindo assim a concentricidade e o alinhamento do sistema ótico.