Artificiella kroppsdelar bidrar till säkrare tester – ny bok ute!
I början av maj släpptes en ny bok om 3D-printing med Andrey Koptyug och Mikael Bäckström som delförfattare. Deras kapitel fokuserar på de framtida möjligheter som 3D-printing kan bidra med, inte minst i användandet av artificiella kroppsdelar vid framtagande av säkerhetsutrustning.
Forskning kopplat till 3D-printade surrogat som imiterar olika kroppsvävnader är ett område på frammarsch, där säkerhetsaspekten är en av många fördelar.
– På grund av de potentiellt farliga situationer som kan uppstå, kan vi inte experimentera med människor för att ta fram ny säkerhetsutrustning. Inom säkerhetsforskning är det en ”catch 22”-situation: vi kan inte använda säkerhetsutrustning utan att bevisa att den är säker, men för att experimentellt bevisa att den är säker måste vi använda den. Fram tills nyligen var den enda vägen framåt att använda datormodellering, men det har sina nackdelar. Experiment är det ultimata valideringsverktyget, och nu kan vi genomföra tester med artificiella kroppsdelar vars egenskaper liknar mänsklig vävnad, säger Andrey.
Sedan flera år tillbaka utvecklar forskare vid Sports Tech Research Centre i Östersund så kallade ”physical twins”, som kan beskrivas som fysiska modeller av kroppsdelar, för att testa säkerhetsutrustning. Det är ett komplement till avancerade datorgenererade modellerna, även kallade ”digital twins”.
– Genom att använda 3D-printade modeller baserade på den exakta geometrin hos kroppsdelar (till exempel genererade av CT-skanningar) kan vi ta fram surrogat med hjälp av material som imiterar olika kroppsvävnader. Vi kan samtidigt placera flera sensorer inuti de syntetiska kroppsdelarna, vilket inte är tänkbart i mänskliga tester. Testförhållandena går att kontrollera i labbmiljö och dessutom kan vi jämföra våra resultat med de som genereras från datormodeller. På så sätt kan vi säkerställa att resultaten från båda tillvägagångssätten är konsekventa, fortsätter han.
Med andra ord är fördelen med ”physical twins” att man inte behöver utsätta verkliga människor för fara, även om själva testerna kan dras till sin spets. En annan styrka med att använda surrogat är att det är möjligt att med hjälp av sensorer analysera förhållandena inuti de artificiella kroppsdelarna, vilket i sin tur kan förutspå potentiella risker eller skador.
Kapitlet med titeln Body Part Surrogates for Medicine, Comfort and Safety Applications i boken Advances in 3D Printing bidrar med kunskap om nya typer av testmetoder och visar vägen mot framtidens testmöjligheter.
Kapitlet baseras på forskning inom projektet Augmented Sports som genomförs med stöd av Europeiska Regionala Utvecklingsfonden, och där även Östersunds kommun finns med som finansiär.