Micro-centrifuge Kifaa cha Biomedical kilichofunguliwa wazi: Hatua 11

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Mradi huu unaoendelea ambao utasasishwa na msaada wa jamii na utafiti zaidi na maagizo

Lengo la mradi huu ni kuunda vifaa vya maabara vilivyo wazi, ambavyo ni rahisi kusafirisha na kujengwa kutoka sehemu zenye bei rahisi kusaidia kugundua magonjwa katika maeneo ya miundombinu ya mbali na ya chini

Huu utakuwa mradi unaoendelea wa wazi na dhamira ya kutoa jukwaa la moduli kwa vifaa vya matibabu, ambavyo vinaweza kubadilishwa kwa urahisi na kupanuliwa kwa gharama ya chini

Miundo ya awali itakuwa ya betri ya kawaida na pakiti ya gari ya DC, na micro-centrifuge

Itatafuta msaada wa jamii ya chanzo wazi mkondoni kusaidia msaada, urekebishaji, na muundo zaidi, kulenga mahitaji maalum ya wafanyikazi wa afya katika eneo la mbali na vijijini

KANUSHO: Mradi bado unafanywa upimaji wa muundo na utendaji na bado haifai kwa uchunguzi wowote au matumizi ya kliniki. Elektroniki na motors zinapaswa kukusanywa na kutumiwa kwa wasomaji wenyewe hatari

Hatua ya 1: Taarifa za Shida na Ubunifu

Taarifa ya Tatizo:

Ukosefu wa upatikanaji wa maabara na vifaa vya kliniki kusaidia katika kugundua na kutibu magonjwa husababisha vifo vinavyoweza kuzuilika vya wengi katika maeneo ya miundombinu ya mbali na ya chini. Hasa, ukosefu wa upatikanaji wa vyanzo vyenye msingi vya kuaminika huvua wafanyikazi wa huduma ya afya zana muhimu katika mapambano dhidi ya vimelea vya magonjwa kama vile UKIMWI na malaria.

Kauli ya Kubuni: Kubuni ndogo-centrifuge, na betri ya kawaida na pakiti ya gari ya DC, kusaidia katika kugundua na kutibu magonjwa yanayosababishwa na magonjwa yanayosababishwa na damu (vimelea na vimelea). Kutumia mbinu za utengenezaji nyongeza pale inapofaa, muundo huu unatafuta kuboresha usambazaji na kupunguza vizuizi vya kiuchumi vya teknolojia za kuokoa maisha.

Hatua ya 2: Uundaji wa Ubuni:

Ubunifu huu unakusudiwa kutengeneza microcentrifuge inayofaa kwa matumizi mbadala katika maeneo ya vijijini kwa kutumia uchapishaji wa desktop wa FDM 3D, kukata laser, na umeme wa kiwango cha kupendeza. Kwa kufanya hivyo, inatarajiwa kwamba kifaa hicho kitaweza kupatikana kwa wataalamu anuwai wa huduma ya afya na ufikiaji tofauti wa rasilimali.

Wakati wa kubuni rotor ya centrifuge (sehemu ya muundo ambao unashikilia zilizopo za mtihani):

Nguvu ya G inayohitajika ya kutenganisha sampuli inategemea aina ya sampuli inayotakiwa, na nguvu za wastani za kutenganisha damu katika sehemu zake kuanzia 1, 000 - 2, 000 g (thermofisher.com)

Hesabu ya RPM hadi RFC (G-nguvu), inaweza kuhesabiwa kwa kutumia RCF = (rpm) 2 × 1.118 × 10-5 × r, ambapo 'r' ni eneo la rotor (bcf.technion.ac.il)

Hatua ya 3: Mawazo ya Kubuni

Maswala ya kuongeza utengenezaji:

• Kuambatana kwa safu duni kunaweza kutokea, na kusababisha nguvu dhaifu ya kukakamaa na uharibifu wa sehemu

• Mali zinazohitajika, zitatofautiana na vifaa. Wengine hutoa shida nzuri ya baadaye na nguvu ya kukandamiza kwa uzito mdogo na gharama

• Mipangilio sahihi wakati wa kukatwa kwa msimbo wa G lazima itumike ili kuhakikisha kuwa mali inayotakikana inapatikana

Muda mrefu wa sehemu zinazozalishwa kwa kutumia mbinu hii ni ndogo ikilinganishwa na zile zinazotumia mbinu ghali zaidi na vifaa kama vile metali za kusaga za CNC.

• Thermoplastics ina joto la chini la mpito, kwa hivyo joto la chini la kufanya kazi lazima lidumishwe (<approx. 80-90 celcius)

Vizuizi zaidi vya muundo:

• Maeneo mengine yanaweza kuwa hayana uwezo wa kutosha wa kupata umeme, huenda ikalazimika kuwezeshwa na nishati ya jua inayobebeka, betri, n.k.

• Utetemekaji na usawa inaweza kuwa suala

• Lazima uweze kutoa RPM ya juu kwa muda wa hadi dakika 15 au zaidi, husababisha mafadhaiko ya kiufundi kwa sehemu zingine

• Watumiaji hawawezi kuwa na uzoefu katika matumizi ya vifaa na watahitaji msaada kupunguza kizuizi cha kiufundi

Hatua ya 4: Ubunifu wa Moduli ya Mwanzo / Msingi

Ubunifu hapo juu hutumia nafasi bora kutoa nafasi ya kutosha kwa vifaa vya elektroniki vya ndani na inahakikisha eneo kubwa la kutosha kwa rotors za centrifuge na ukubwa wa bomba. Mtindo wa 'snap pamoja' wa muundo umechaguliwa kuondoa hitaji la vifaa vya msaada wakati wa uzalishaji na kuruhusu uchapishaji rahisi, ukarabati, na utengenezaji katika utengenezaji wa nyongeza na wa kutoa. Kwa kuongezea, uchapishaji wa sehemu ndogo ndogo utapunguza athari ya uchapishaji kushindwa / kosa, na kuruhusu aina kubwa ya saizi za kuchapishwa zitumike.

Kwa kutumia faida ya muundo wa kawaida, aina nyingi za bakuli za centrifugal zinaweza kushikamana na kifaa. Marekebisho ya haraka na utengenezaji wa sehemu hizi kupitia utengenezaji wa nyongeza huruhusu mabadiliko kwa nguvu ya G iliyozalishwa, na ukubwa wa sampuli / aina iliyosindika. Hii inasaidia kuipatia faida kuliko mashine za kitamaduni na hutoa njia mpya ya kubuni mashine karibu na mahitaji ya mtumiaji wa mwisho.

Hatua ya 5: Orodha ya Sehemu

Sehemu zilizochapishwa za 3d: Faili zitapakiwa kwa Github na thingiverse na asap mpya.

• 1 x Parafujo ya spindle
• 1 x Rotor Nut
• 1 x Kifuniko cha kifuniko
• 1 x Kifuniko kikuu
• 4 x Mwili wa Rotor
• 1 x Rotor ya Angle Zisizohamishika
• 4 x Juu / Chini Ballast
• 2 x Side Ballast

Elektroniki: (Viungo vya bidhaa hivi karibuni)

Arduino Nano ($ 8-10)

Waya za Kiunganishi (<$ 0.2)

Mdhibiti wa Kasi ya Elektroniki ($ 8-10)

Brushless DC Motor 12V ($ 15-25)

Potentiometer ($ 0.1)

Li-po betri inayoweza kuchajiwa ($ 15-25)

Hatua ya 6: Uchapishaji wa Sehemu:

Sehemu zote zinapatikana kutoka github hapa: Inapatikana pia kutoka kwa thingiverse hapa:

Sehemu zilizochapishwa 3d: 1 x Spindle Screw

1 x Rotor Nut

1 x Kifuniko cha kifuniko

1 x Kifuniko kikuu

4 x Mwili wa Rotor

1 x Rotor ya Angle Zisizohamishika

4 x Juu / Chini Ballast

2 x Side Ballast

Mipangilio ya rasimu ya jumla kutoka Cura, au sawa katika programu iliyochaguliwa ya vipande, ni mwongozo mzuri wa uchapishaji wa sehemu zote za mwili na mpira.

Hatua ya 7: Mkutano: Hatua ya Kwanza

• Andaa sehemu zifuatazo za kusanyiko kama inavyoonyeshwa:

  • Msingi wa Centrifuge
  • Kipengee cha kipengee
  • 4 x mwili wa rotor
• Sehemu zote zinapaswa kutosheana vizuri na ziwe salama na viambatanisho vinavyofaa

Hatua ya 8: Mkutano: Vipengele vya Elektroniki

Andaa vifaa vifuatavyo vya elektroniki kwa upimaji:

• DC motor na ECS
• Betri
• Arduino Nano
• Bodi ya mkate
• Potentiometer
• Waya za jumper

Kuandika na kufundisha kwa arduino kunaweza kupatikana hapa:

Nakala na

Mtihani wa majaribio unaendesha vizuri na msikivu kwa potentiometer. Ikiwa ni hivyo, basi sakinisha vifaa vya elektroniki kwenye casing na ujaribu motor inaendesha vizuri na kwa kutetemeka kidogo.

Picha za kuwekwa halisi zitaongezwa hivi karibuni.

Hatua ya 9: Mkutano: Kuunganisha Rotor na Parafujo ya Spinner

Kukusanya rotor, rollers, Spinner, na karanga za spinner.

Hakikisha sehemu zote zina kifafa kizuri. Mchanga unaweza kusaidia ikiwa inafaa sana.

Hakikisha rotor ina njia laini na hairuke au kutetemeka kupita kiasi. Sahani tambarare inaweza kuchapishwa, au kukatwa kutoka kwa akriliki, kusaidia katika utulivu ikiwa inahitajika.

Mara sehemu zinapopitia mchanga na kufaa, ambatanisha screw ya spinner kwenye spindle ya gari na salama rotor na karanga kama inavyoonyeshwa.

Rotor inaweza kuondolewa kwa kupakua na kupakia sampuli, au kwa kubadilisha aina za rotor.

Hatua ya 10: Mkutano: Ballast na Vifuniko

Kukusanya vyombo vya juu na vya upande vya ballast, hizi zitatumika kama usaidizi, uzani, na upunguzaji wa mtetemo.

Sehemu zinapaswa kuunganishwa pamoja na kukaa mahali zinapojazwa. Ikiwa inahitajika, sehemu zinaweza kulindwa pamoja na gundi kubwa au wambiso sawa.

Kifuniko kuu juu ya rotor kinapaswa kutoshea salama wakati kimefungwa na karanga ya juu ya rotor.

Sehemu zinapaswa kutoshea kama inavyoonyeshwa kwenye picha.

Hatua ya 11: Hitimisho

Wafanyakazi wa huduma za afya wa eneo la mbali wanakabiliwa na changamoto ya vizuizi vya kiuchumi na vifaa vinavyohusiana na kupata na kudumisha vifaa na sehemu muhimu za matibabu, na uchunguzi. Ukosefu wa upatikanaji wa vifaa vya msingi kama vile centrifuges na mifumo ya pampu inaweza kusababisha nyakati mbaya za kusubiri na utambuzi mbaya.

Ubunifu huu umetimiza matokeo unayotaka katika kuonyesha kuwa inawezekana kuunda kifaa cha matibabu kilichopatikana wazi (microcentrifuge), kwa kutumia mbinu za utengenezaji wa desktop na vifaa vya msingi vya elektroniki. Inaweza kuzalishwa kwa moja ya kumi ya gharama ya mashine zinazopatikana kibiashara, na kutengenezwa kwa urahisi au kutenganishwa kwa sehemu zitumiwe katika vifaa vingine, ikishusha vizuizi vya uchumi. Vipengele vya elektroniki hutoa nguvu ya kuaminika ya kila wakati kwa wakati unaohitajika kusindika sampuli za kawaida za damu, kutoa utambuzi bora kuliko nguvu ya mkono, au vitengo vya kuuza, katika maeneo ya miundombinu ya chini. Uwezo wa muundo huu una uwezo wa baadaye katika ukuzaji wa jukwaa la wazi la vifaa vya matibabu, kwa kutumia seti ya msingi ya vifaa vya kuendesha vifaa anuwai kama pampu za peristaltic, au kama ilivyo kwenye muundo huu, microcentrifuges. Pamoja na kuanzishwa kwa maktaba ya faili zilizo wazi zilizopatikana, ufikiaji wa printa moja ya FDM inaweza kutumika kutengeneza sehemu anuwai, bila ujuzi mdogo katika muundo unaohitajika na mtumiaji wa mwisho. Hii ingeondoa shida za vifaa zinazohusiana na usafirishaji wa vifaa vya msingi, kuokoa wakati na maisha.