Микроцентрифуга Ачык булактан алынган биомедициналык аппарат: 11 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Бул коомчулуктун колдоосу жана андан ары изилдөө жана нускоо менен жаңыртыла турган уланып жаткан долбоор

Бул долбоордун максаты алыскы жана төмөн инфраструктура аймактарындагы ооруларды аныктоого жардам берүү үчүн ачык булактардан, модулдук лабораториялык жабдууларды түзүү жана арзан булактардан курулган

Бул медициналык аппараттар үчүн модулдук платформаны камсыздоо миссиясы менен улануучу ачык булак долбоору болот, аны оңой эле өзгөртүп жана арзан баада кеңейтүүгө болот

Алгачкы конструкциялар модулдук батарея жана DC мотор пакети жана микро центрифуга үчүн болот

Ал алыскы жана айыл жергесиндеги медициналык кызматкерлердин жеке муктаждыктарын канааттандыруу үчүн колдоого, өзгөртүүгө жана андан ары дизайнга жардам берүү үчүн онлайн ачык булак коомчулугунан жардам сурайт

DISCLAIMER: Долбоор дагы эле дизайн жана функционалдык тестирлөөдөн өтүүдө жана азырынча диагностикалык же клиникалык колдонууга ылайыктуу эмес. Электроника жана моторлор чогултулуп, окурмандардын тобокелчилиги менен колдонулушу керек

1 -кадам: Проблемалар жана дизайн билдирүүлөрү

Көйгөй билдирүүсү:

Ооруларды диагностикалоо жана дарылоодо жардам берүү үчүн лабораториялык жана клиникалык жабдуулардын жоктугу алыскы жана төмөн инфраструктура аймактарында көптөгөн адамдардын өлүмүнө жол бербейт. Тактап айтканда, негизги ишенимдүү центрифугаларга жеткиликтүүлүктүн жоктугу медициналык кызматкерлерди СПИД жана безгек сыяктуу кан аркылуу жугуучу патогендер менен күрөшүүдө маанилүү куралдан ажыратат.

Дизайн билдирүүсү: Микроцентрифуганы жана модулдук батареяны жана DC мотор пакетин иштеп чыгуу үчүн, кан аркылуу жугуучу патологиялар (патогендер жана мителер) менен шартталган ооруларды диагностикалоого жана дарылоого жардам берүү. Кошумча өндүрүш ыкмаларын колдонуу менен, бул дизайн портативдүүлүктү жакшыртууга жана өмүрдү сактап калуучу технологиялардын экономикалык тоскоолдуктарын төмөндөтүүгө умтулат.

2 -кадам: Дизайн негиздемеси:

Бул дизайн стол FDM 3D басып чыгаруу, лазер кесүү жана хобби класстагы электрониканы колдонуу менен айыл жергесинде алмаштырууга ылайыктуу микроцентрифуганы чыгарууга багытталган. Муну менен, бул түзмөк ресурстарга ар кандай мүмкүнчүлүгү бар көптөгөн медициналык адистер үчүн жеткиликтүү болот деп үмүттөнөбүз.

Центрифуга роторун долбоорлоодо (пробиркаларды кармоочу конструкциянын бөлүгү):

Үлгүлөрдү бөлүү үчүн керектүү G-күчү керектүү үлгү түрүнө көз каранды, анын бөлүктөрүнө канды бөлүү үчүн орточо күчтөр 1 000-2 000 г (thermofisher.com)

RPMди RFCге (G-күчү) эсептөө, RCF = (rpm) 2 × 1.118 × 10-5 × r аркылуу эсептелиши мүмкүн, мында 'r'-ротордун радиусу (bcf.technion.ac.il)

3 -кадам: Дизайн ойлору

Кошумча өндүрүштөр:

• Начар адгезия пайда болушу мүмкүн, натыйжада начар чыңалуу күчүнө жана бөлүктөрдүн бузулушуна алып келет

• Талап кылынган касиеттер материалдар менен айырмаланат. Кээ бирлери жакшы каптал штаммды жана кысуу күчүн төмөн салмакта жана баада сунушташат

• G-кодун тилүү учурунда туура орнотуулар керектүү материалдык касиеттерге ээ болушун камсыз кылуу үчүн колдонулушу керек

• Бул техниканын жардамы менен өндүрүлгөн бөлүктөрдүн узактыгы CNC фрезердик металлдар сыяктуу кымбатыраак техникаларды жана материалдарды колдонгондорго салыштырмалуу салыштырмалуу төмөн.

• Thermoplastics салыштырмалуу төмөн температурага ээ, андыктан төмөн температураны кармоо керек (<80-90 celcius)

Дизайндагы кошумча чектөөлөр:

• Кээ бир аймактарда электр энергиясына жеткиликтүүлүк жок болушу мүмкүн, базалык көчмө күн, батареялар ж.б.

• Вибрация жана баланс көйгөй болушу мүмкүн

• 15 мүнөткө же андан көпкө чейин жогорку RPM чыгара алышы керек, кээ бир бөлүктөрдө жогорку механикалык стресске алып келет

• Колдонуучулар жабдууларды колдонууда тажрыйбасыз болушу мүмкүн жана техникалык тоскоолдукту төмөндөтүү үчүн колдоону талап кылат

4 -кадам: Баштапкы/Негизги модулдун дизайны

Жогорудагы дизайн ички электрондук компоненттерге шайкеш орун берүү үчүн мейкиндикти эң жакшы пайдаланат жана ар кандай центрифуга роторлору жана түтүктөрдүн өлчөмү үчүн чоң радиусту камсыз кылат. Дизайндын "бириктирүү" стили өндүрүш учурунда колдоочу материалга болгон муктаждыкты жок кылуу үчүн жана кошуу жана ажыратуу өндүрүшүндө оңой басып чыгаруу, оңдоо жана даярдоо үчүн тандалып алынган. Кошумча катары, кичинекей айрым бөлүктөрдү басып чыгаруу басып чыгаруу катасынын/катасынын таасирин азайтат жана басып чыгарылган өлчөмдөрдүн көп түрдүүлүгүн колдонууга мүмкүндүк берет.

Модулдук конструкциянын артыкчылыгын колдонуу менен, ар кандай типтеги борбордон четтөөчү табактарга түзүлүшкө тиркелиши мүмкүн. Аддитивдик өндүрүш аркылуу бул бөлүктөрдүн тез өзгөртүлүшү жана өндүрүлүшү G-күчүнүн өзгөрүшүнө жана үлгүнүн өлчөмүнө/түрүнө иштетүүгө мүмкүндүк берет. Бул салттуу машиналарга караганда артыкчылык берүүгө жардам берет жана акыркы колдонуучунун керектөөлөрүнүн тегерегинде машиналарды долбоорлоодо инновациялык мамилени камсыз кылат.

5 -кадам: Бөлүктөрдүн тизмеси

3d Басылган бөлүктөр: Файлдар Github жана нерсеге жүктөлөт жана тез арада жаңыртылат.

• 1 x Spindle Screw
• 1 х Ротордук гайка
• 1 x Капкак гайкасы
• 1 х негизги капкак
• 4 х ротордук дене
• 1 х туруктуу бурч ротору
• 4 x Top/Past Ballast
• 2 x Side Ballast

Электроника: (Жакында өнүмдөргө шилтемелер)

Arduino Nano ($ 8-10)

Connector Wires (<$ 0.2)

Электрондук ылдамдыкты жөнгө салуучу ($ 8-10)

Brushless DC Motor 12V ($ 15-25)

Потенциометр ($ 0.1)

Li-po кайра заряддалуучу батарея ($ 15-25)

6 -кадам: Бөлүктөрдү басып чыгаруу:

Бардык бөлүктөр бул жерде githubдан жеткиликтүү: Бул жерде нерселердин баарынан жеткиликтүү:

3d Басылган бөлүктөр: 1 х Spindle Screw

1 х Ротордук гайка

1 x Капкак гайкасы

1 х негизги капкак

4 х ротордук дене

1 х туруктуу бурч ротору

4 x Top/Past Ballast

2 x Side Ballast

Cura же тандалган кескич программалык камсыздоонун жалпы долбоорунун жөндөөлөрү бардык дене жана балласт бөлүктөрүн басып чыгаруу үчүн жакшы колдонмо болуп саналат.

7 -кадам: Ассамблея: Биринчи кадам

• Төмөнкү бөлүктөрдү монтаждоо үчүн көрсөтүлгөндөй даярдаңыз:

  • Центрифуга базасы
  • Компоненттин корпусу
  • 4 х ротордук дене
• Бардык бөлүктөр бири -бирине тыгыз жабышып, тиешелүү клейлер менен бекитилиши керек

8 -кадам: Ассамблея: Электрондук компоненттер

Сыноо үчүн төмөнкү электрондук компоненттерди даярдаңыз:

• DC мотору жана ECS
• Батарея
• Arduino Nano
• Breadboard
• Потенциометр
• Өткөргүч зымдар

Arduino үчүн коддоо жана инструкцияны бул жерден тапса болот:

Макала

Тест мотору потенциометрге ийкемдүү жана жооптуу иштеп жатат. Эгер андай болсо, анда электрониканы корпуска орнотуп, мотордун жылмакай жана аз дирилдөө менен иштегенин текшериңиз.

Так жайгаштыруунун сүрөттөрү жакында кошулат.

9 -кадам: Ассамблея: Роторду жана Спиннер бурамасын тиркөө

Роторду, роликтерди, спиннерди жана ийрүүчү гайкаларды чогултуңуз.

Бардык бөлүктөрдүн жакшы шайкеш келгенин текшериңиз. Эгерде тыгуу өтө тыгыз болсо, тегиздөө жардам берет.

Ротордун тегиз жолу бар экенине жана өтө секирип же чайпалбаганына ишениңиз. Керек болсо стабилдүүлүккө жардам берүү үчүн жалпак табакты акрилден басып чыгарууга же кесүүгө болот.

Бөлүктөр тегизделип, бекитилгенден кийин, мотордун шпинделине айлантуу бурамасын бекиткиле жана роторду гайкалар менен көрсөтүлгөндөй бекиткиле.

Роторду түшүрүү жана жүктөө үчүн, же ротордун түрлөрүн өзгөртүү үчүн алып салса болот.

10 -кадам: Ассамблея: Балласт жана капкактар

Үстүңкү жана капталдагы балласт контейнерлерди чогулткула, алар колдоо, таразалоо жана дирилдөөнү басаңдатуучу ролун аткарышат.

Бөлүктөр бири -бирине тыгылып, толтурулганда ордунда калышы керек. Керек болсо, бөлүктөрдү супер клей же окшош клей менен бирге бекитсе болот.

Ротордун үстүндөгү негизги капкак жогорку ротордун гайкасы менен бекитилгенде бекем жайгашышы керек.

Бөлүктөр сүрөттө көрсөтүлгөндөй дал келиши керек.

11 -кадам: Жыйынтык

Алыс жайгашкан медициналык кызматкерлер маанилүү медициналык жана диагностикалык аппараттарды жана тетиктерди алуу жана сактоо менен байланышкан экономикалык жана логистикалык тоскоолдуктарга туш болушат. Центрифугалар жана насостук системалар сыяктуу негизги жабдууларга жеткиликтүүлүктүн жоктугу күтүү убактысына жана туура эмес диагнозго алып келиши мүмкүн.

Бул дизайн рабочий өндүрүш техникасын жана негизги электрондук компоненттерди колдонуу менен ачык булактан жасалган медициналык аппаратты (микроцентрифуганы) түзүү мүмкүн экенин көрсөтүү менен каалаган натыйжага жетти. Бул сатыкта турган машиналардын наркынын ондон бир бөлүгүндө өндүрүлүшү мүмкүн жана башка түзмөктөрдө колдонула турган тетиктерди оңой оңдоп же бөлүп, экономикалык тоскоолдуктарды төмөндөтөт. Электрондук компоненттер инфраструктурасы төмөн аймактарда кол менен иштеген же розеткаларга караганда жакшыраак диагностиканы камсыз кылып, эң кеңири таралган кан үлгүлөрүн иштетүү үчүн керектүү убакыт үчүн туруктуу ишенимдүү энергияны камсыздайт. Бул долбоордун максатка ылайыктуулугу келечектеги потенциалга ээ, медициналык аппараттардын модулдук ачык платформасын иштеп чыгууда, перистальтикалык насостор сыяктуу ар кандай жабдууларды же ушул конструкциядагыдай микроцентрифугаларды иштетүү үчүн негизги компоненттерди колдонот. Ачык булактардан турган китепкананын түзүлүшү менен, FDMдин бир принтерине кирүү, акыркы колдонуучу талап кылган дизайн боюнча анча -мынча бөлүктөрдү чыгаруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул негизги компоненттерди жеткирүү менен байланышкан логистикалык көйгөйлөрдү жок кылат, убакытты жана өмүрдү үнөмдөйт.