Sistema automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en muestras vivas o fijadas

Abstract

[EN] Automatic positioning system for three-dimensional fabric cut in living or fixed samples is designed using 3D modeling techniques to optimize peak performance. It consists of two containers with dimensions approximately equal to the containers which are usually used in VT 1200S Leica vibratome but modified to provide a mechanical system which is composed of two gears. The first consists of two toothed gears which transmit the angular movement of the platform on which the tissue samples are deposited. The remaining gear comprises a host and a toothed gear which provides the aforementioned platform the possibility of changing the inclination with which the blade of a vibratome incident on the tissue, obtaining with the two degrees of freedom, the possibility of multi histological sections through a path defined by the investigator. The control part of the whole mechanical system consists of an Arduino which is a platform for creating electronic prototype open source and a set of drivers for two stepper motors (steppers) NEMA 14 which actuate the gears above mentioned. These motors have a resolution of 1.8 ° per step, but thanks to the control system and engrajes reach a resolution and angular tilt milli. System speed goes configured according to the feed rate at which the vibratome is configured. The whole system is powered by a power supply which provides 12 V voltage range necessary for the Arduino and Steppers system. The system has two limit switches which platform positioned at the point of origin each time a cut is made, all to optimize cutting and get the desired cutting path. All parts designed to be manufactured using different prototyping techniques such as fused deposition modeling and selective laser sintering.

[ES] El sistema automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en muestras vivas o fijadas está diseñado mediante técnicas de modelado 3D para optimizar su máximo funcionamiento. Está constituido por dos recipientes con unas dimensiones aproximadamente iguales que los recipientes que se emplean habitualmente en el vibrátomo VT 1200S de Leica pero modificados para disponer un sistema mecánico el cual está compuesto de dos engranajes. El primero de ellos está compuesto por dos engranajes dentados los cuales trasmiten el movimiento angular de la plataforma en la que se depositan las muestras de tejido. El engranaje restante está compuesto por un sinfín y un engranaje dentado el cual dota a la plataforma anteriormente mencionada de la posibilidad de modificar la inclinación con la que la cuchilla del vibrátomo incide en el tejido, consiguiendo con estos dos grados de libertad la posibilidad de realizar cortes histológicos multidireccionales a través de una trayectoria definida por el investigador. La parte de control de todo el sistema mecánico está compuesta por un Arduino el cual es una plataforma de creación de prototipos electrónicos de código abierto y un conjunto de drivers para dos motores paso a paso (steppers) nema 14, los cuales accionaran los engranajes anteriormente mencionados. Estos motores tienes una resolución de 1.8º por paso, pero gracias al sistema de control y a los engrajes se llega a una resolución angular y de inclinación de miligrados. La velocidad del sistema va configurada en función de la velocidad de avance a la que se configure el vibrátomo. Todo el sistema esta alimentado mediante una fuente de alimentación de 12 V la cual proporciona el rango de tensión necesaria para el sistema Arduino y los Steppers. El sistema dispone de dos finales de carrera los cuales posicionan la plataforma en el punto de origen cada vez que se realiza un corte, todo ello para optimizar el corte y obtener la trayectoria de corte deseada. Todas las piezas diseñadas se fabricaran mediante diferentes técnicas de prototipado tales como el modelado por deposición fundida o el sinterizado laser selectivo.