Der Doktorand Leonardo Ramirez erforschte am Cold Spring Harbor Lab die Rolle des Gehirns bei verschiedenem Verhalten, Belohnung und Schmerzverarbeitung. Dies erforderte die chirurgische Implantation von Glasfasern in bestimmte Gehirnregionen von Tieren - und diese mit mikrometrischer Präzision. Die Implantation mehrerer Fasern wurde mühsam und zeitaufwändig, was die Dauer der Operation und die Narkosebelastung erhöhte und die Anzahl der täglich durchführbaren Operationen begrenzte.
Inspiriert von Tetrodenantrieben für elektrische Messungen entwarf Leonardo einen optischen Antrieb - ein Gerüst zur Ausrichtung und Unterstützung von optischen Fasern während der Implantation. Um seine Vision zum Leben zu erwecken, wandte er sich an Boston Micro Fabrication (BMF), um deren ultrapräzise 3D-Drucktechnologie zu verwenden. Die microArch-Drucker von BMF lieferten die erforderliche Präzision und Materialqualität, für die eichten, langlebigen und hochpräzisen Geräte.
Die Prototypen wurden iterativ mit den hochauflösenden Druckern von BMF gedruckt, um folgende wichtige Anforderungen zu erfüllen:
- Leichte Konstruktion zur Vermeidung zusätzlicher Belastungen für die Mäuse.
- Strukturelle Integrität, um chirurgischen Belastungen standzuhalten.
- Hochpräzise Glasfaserhalter mit einem kritischen Kanal mit 240 µm Innendurchmesser für die Ausrichtung und genaue Platzierung von 200-µm-Kernfasern in sechs verschiedenen Gehirnregionen.
Die Drucker von BMF übertrafen die Erwartungen und lieferten einen äußerst zuverlässigen optischen Antrieb mit minimaler struktureller Verformung. Das Gerät verkürzte die Operationszeiten erheblich, verringerte die Anästhesieexposition und ermöglichte mehr Operationen pro Tag, ohne die Gesundheit der Tiere zu gefährden. Leo äußerte sich zuversichtlich, das 3D-gedruckte Gerät als Standard für seine Forschung zu übernehmen.
"Ich war beeindruckt von dem Verständnis, das BMF für meine Anforderungen aufbrachte und die prompte Unterstützung meines Projekts. Die Prothese ist noch besser geworden, als ich erwartet hatte - leicht, stabil und präzise. Dank BMF habe ich nun ein zuverlässiges Werkzeug, um meine Forschung zuversichtlich voranzutreiben."
- Leonardo Ramirez, Hochschulstudent, Cold Spring Harbor Laboratory
