Uczniowie tworzą urządzenie do kompensacji wyporu i trójwymiarową protezę protektorową dla żółwia morskiego

Zielone żółwie morskie są gatunkiem zagrożonym, a ze względu na ataki drapieżników, wypadki na łodzi i gruzy w wodzie, wiele osób cierpi z powodu utraty płetwy. Dodatkowo, powszechne zaburzenie pływalności, zwane również syndromem pęcherzyka, może powstrzymać żółwie przed nurkowaniem, a następnie naturalnie nawierzchnią i jest zwykle spowodowane przez gaz jelitowy, który został uwięziony, ponieważ żółw doznał urazu rdzenia kręgowego lub połknięcia plastikowego gruzu.

Rocky, który mieszka w Key West Aquarium na Florydzie, został uderzony przez łódź, która spowodowała utratę przedniego prawego płetwy i cierpienia z powodu uszkodzenia kręgosłupa, co z kolei doprowadziło do zaburzenia pływalności w kierunku tyłu z prawej jego skorupy, która utrudnia mu prawidłowe oddychanie, nurkowania w poszukiwaniu jedzenia i pływania w linii prostej CD3D .

Aby kontynuować normalne życie, potrzebował nowego urządzenia do kompensacji pływalności i protetycznego płetwy, a po tym, jak akwarium dotarło na uniwersytet, naukowcy WPI przysięgli mu pomóc.

streszczenie artykułu brzmi: "Celem tego projektu jest opracowanie urządzenia pływającego, które będzie przeciwdziałać boi Rocky'ego zaburzenia płodowe, a także protetyczny płetwonurek, aby naśladować jego zdrową płetwę. Flipper został wykonany przy użyciu procesów drukowania i formowania 3D. Dostosowując się do wcześniejszych projektów, opracowano płetwę, która działa tak skutecznie jak zdrowa płetwa. Mechanizmy przywiązania zostały zaprojektowane przez zespół projektowy i zostaną opracowane we współpracy z Hanger Prothetics w Orlando na Florydzie. Zespół stworzył również ogólny proces, przedstawiony w instrukcyjnej broszurce i materiale wideo, który może być wykorzystany do pomocy w tworzeniu protez dla innych żółwi morskich. "

Oprócz tworzenia urządzenia do kompensacji pływalności i protetycznego flippera, zespół chciał się upewnić, że inni mogą odnieść korzyści z ich pracy w przyszłości. Opracowali też uogólniony proces tworzenia protetycznego flippera, robiąc zdjęcia i filmy z ich pracy, a następnie dokumentując kroki, które podjęli, aby stworzyć płetwę.

Naukowcy dowiedzieli się o kinemice stojącej za ziemskim i żółwia wodne formy ruchu w celu stworzenia najlepszego możliwego szwu protetycznego. Płetwy żółwia morskiego, zbudowane z gęstej tkanki łącznej, stanowią mniej niż 6% masy zwierzęcia, ale są niezbędne, aby pomóc żółwiom pozostać przy życiu.

"Są cztery rzeczy, o których wiadomo, że są prawdziwe. w wodzielokomocji pływackiego żółwia "- napisał zespół. "Po pierwsze, prędkość pływania wzrasta wraz ze wzrostem częstości uderzeń. Po drugie, amplituda i siła wywierana na skok są wprost proporcjonalne. Po trzecie, zarówno podczas fazy uderzeń, jak i w dół, żółw wciąż wytwarza siłę naprzód, niosącą go przed sobą. Ostatecznie, maksymalny ciąg udaru osiągany jest pod koniec cyklu w dół. "

Z powodu huraganu akwarium nie było w stanie dostarczyć badaczowi tomografii komputerowej kikuta Rocky'ego, który trudno jest stworzyć element, który przyczepi protezę do ciała żółwia. Zespół wykorzystał poprzednie projekty CAD dla mniejszego żółwia morskiego do zaprojektowania zmodyfikowanego prototypowego flippera, który następnie został wydrukowany w 3D na dwie części, sklejony ze sobą i użyty do wykonania formy na ostateczną protezę.

" Podczas tego projektu zespół odkrył, że możliwe jest zbudowanie protetycznego flippera z danych, które mogą zebrać wszyscy pracownicy akwarystyki; jakość protez jest znacznie niższa niż w przypadku sprzętu klasy przemysłowej, takiego jak urządzenie do rezonansu magnetycznego i drukarka 3-D "- napisali naukowcy.

Naukowcy współpracowali z akwarium, aby przeanalizować możliwe projekty Urządzenie do kompensacji wyporu Rocky'ego. Ostateczny projekt jest modyfikacją trzeciej idei zespołu, polegającej na przymocowaniu ważonego, regulowanego paska na skorupie żółwia morskiego za pomocą magnesów, z większym ciężarem z tyłu po prawej stronie skorupy.

Projekt jest wykonany zatwierdzonego przez FDA materiału neoprenowego, który może skutecznie wytrzymać słoną wodę i zawiera kieszenie, dzięki czemu waga o masie maksymalnie 3,5 funta może być łatwo "zdyspergowana i wymieniona w zależności od tego, gdzie znajduje się gaz w danym momencie." < p> "Zespół próbował rzucić odpowiednie ciężary na urządzenie, a także znaleźć sposób na zszycie tkaniny, aby stworzyć kieszenie" - napisano w artykule. "Problemy te zostały rozwiązane dzięki znalezieniu ciężarów używanych w aerobiku wodnym i wykorzystaniu szybkiego szydlanego szydła do szycia. Dzięki tym metodom projekt można łatwo zreplikować, jeśli potrzebne będzie inne urządzenie. Urządzenie zostanie przymocowane do skorupy Rocky za pomocą szpachlówki cementowej. Jest to metoda stosowana obecnie przez akwarium i urządzenie do pływania na miejscu. Szpachla jest półstała, więc urządzenie można zdjąć w razie potrzeby. "

Wieszak protetyczny w Orlando testuje i montuje protektorową folię drukowaną 3Doraz urządzenie do kompensacji pływalności dla Rocky.

Współautorami artykułu są Maura Buckley, Katelyn Chagami, Kara Martin i Julia Veitch. Możesz obejrzeć film instruktażowy do drukowania 3D protetycznego flippera żółwia poniżej: