נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
פיתוח, ייצור ובדיקה של משפעל ביו-רפואי מבוסס קפיצי ניטינול
Development, construction, and testing of a Nitinol spring-based actuator for bio-medical implanted
תקציר בעיברית
בעיות רפואיות רבות מצריכות הזרקת חומרים לגוף והטכניקות הרפואיות הקיימות מתקשות להעביר את החומרים בכמות הדרושה לרקמה הזקוקה לטיפול. לשם הזרקה ממוקדת של החומר לאברים פנימיים, אנו מציעים פיתוח וייצור אב טיפוס של מזרק מושתל מבוסס אקטואטור מקפיץ ניטינול בהפעלה חשמלית. המנגנון בנוי מחיבור מקבילי של קפיץ ניטינול וקפיץ אלסטי. אנו מנצלים את זכרון הצורה של הניטינול כך שבחימום הקפיץ מופעלת בוכנה שיונקת נוזל עם תרופה ממיכל ובקירור בתנועה הפוכה מזריקה אותו לגוף. נתכנן ונייצר את חלקי האקטואטור השונים בעזרת SolidWorks, ולאחר הרכבת האקטואטור נבצע סדרת ניסויים לאפיון פעולת האקטואטור בטמפרטורות גבוהות ונמוכות, ניסויים הכוללים שקילת החלק הנע של האקטואטור, כיול המערכת וניסוי מזרק שמדמה שתי פעולות היניקה והדחיסה. דגם של המזרק יוצר, נעשו בו ניסויי כיול וניסויים למדידת התארכותו בקירור ובחימום בטמפרטורות ההפעלה הצפויות והרצנו ניסויים אשר בוחנים את ההפעלה החשמלית.
תקציר באנגלית
Many medical conditions require frequent injections of medicine focused at internal tissues with minimal influence on nearby tissues, e.g., injecting painkillers in the spine or injecting chemotherapy into a tumor. Commonly, treatments of these types require the patient to be hospitalized. Better solutions can be achieved with an implemented miniature device that provides the right treatment locally and without the intervention of the medical staff. This will improve the patient’s well-being and reduce the need for hospitalization. To tackle this difficulty, herein we opt to develop a prototype of an implanted syringe that is constructed of a Nitinol spring-based actuator. The Nitinol spring is connected in parallel with an elastic (bias) spring, both connected to a moveable piston. Since the Nitinol spring stiffness depends on its temperature when the spring is heated by an electric current, it shrinks and the piston that is attached to both springs, moves upwards, suctioning the drug from the reservoir into the syringe. When the spring is cooled by convection, it expands and the piston moves downward, injecting the drug into the tissue. Inlet and outlet valves will allow the medicine to flow inside and outside respectively. The syringe will be assembled from off-the-shelf components, together with custom-made components, primarily by using a machining. The syringe will then be tested using the laboratory experimental system for testing thermal and electric current-stimulated Nitinol spring-based actuators.