Țestoasa verde se ameliorează de sindromul „bubble fund” datorită imprimării 3D

Charlotte, o țestoasă de mare verde, a fost lovită de o barcă în 2008. Acest lucru a lăsat-o cu o suferință denumită colocvial „bubble butt”, un fel de sindrom de plutire care face imposibilă scufundarea unei țestoase. Majoritatea țestoaselor marine care suferă de astfel de probleme mor pur și simplu pe mare, deoarece starea le lasă blocate la suprafață, unde nu pot să hrănească, să doarmă și să evite prădătorii precum rechinii. Dar soarta a avut alte planuri pentru Charlotte.

Charlotte nu a ajuns să fie prânzul unui rechin și nu a murit de foame plutind neajutorat în ocean. În schimb, a fost salvat la scurt timp după accidentul cu barca și, în cele din urmă, a găsit o casă la Mystic Aquarium din Stonington, Connecticut, unde a primit îngrijire profesională. A fost prima dată când Charlotte a avut noroc. A doua oară a venit când s-a format o colaborare: Adia, companie specializată în soluții de imprimare 3D; Formlabs, unul dintre cei mai importanți producători de imprimante 3D din lume; și New Balance Athletic, un gigant de îmbrăcăminte sport cu sediul în Boston. Această echipă a ales-o pe Charlotte ca o vitrină de tehnologie, care practic a transformat țestoasa într-un Oscar Pistorius al mării – doar fără condamnarea penală.

Greutăți și dietă

Țestoasele marine sunt reptile marine, ceea ce înseamnă că nu au branhii precum peștii – au nevoie de aer pentru a respira. Plămânii joacă, de asemenea, un rol cheie în sistemul lor de reglare a flotabilității, care le permite să se odihnească pentru perioade lungi de timp pe fundul mării sau să plutească la o adâncime aleasă cu precizie. O țestoasă de mare poate alege cu precizie adâncimea la care atinge flotabilitatea neutră prin inhalarea exactă a volumului de aer potrivit.

Prin urmare, plămânii lor servesc un dublu scop – sunt un depozit de oxigen, dar permit și unei broaște țestoase să mențină o poziție aleasă sub apă. „Problema cu Charlotte și cu multe alte broaște țestoase este sindromul fundului cu bule, în care există pungi de gaz care provoacă flotabilitate suplimentară”, spune Alex Pestana, un manager Formlabs implicat în ajutorul Charlottei.

Două motive principale pentru care aceste buzunare de gaz apar la țestoase sunt materialele plastice și loviturile cu bărci.

Când o broască țestoasă consumă ceva ce nu poate digera, cum ar fi părți de plase de pescuit, sticle de plastic sau chiar mănuși de cauciuc (da, a fost găsită o țestoasă de mare cu un mănușă de cauciuc în intestinele sale)—uneori se blochează undeva de-a lungul tractului său gastrointestinal. Acest lucru, la rândul său, face ca gazele să se adună acolo, ceea ce dezechilibrează flotabilitatea țestoasei.

Aceste gaze se adună de obicei în părțile tractului gastrointestinal situate în apropierea spatelui broaștei țestoase, astfel încât animalul este lăsat plutind într-un unghi nenatural. Asemenea condiții sunt uneori vindecabile cu modificări ale dietei, hrănire asistată, terapie cu fluide și alte mijloace non-invazive până la punctul în care animalele afectate pot fi eliberate în siguranță înapoi în sălbăticie. Loviturile cu bărcile, pe de altă parte, duc adesea la daune permanente.

Cojile țestoaselor marine sunt dure, dar nu suficient de dure pentru a rezista la un impact cu barca, mai ales atunci când carapacea este lovită de o lamă a elicei. Acest lucru lasă adesea o coajă deformată, cu bule de aer prinse sub ea. În cazuri mai severe, măduva spinării de sub cochilie este, de asemenea, deteriorată, ceea ce duce la paralizie completă sau parțială.”

Cea mai populară abordare pentru reabilitarea acestor leziuni se bazează pe lipirea petelor cu velcro pe carcasă în locuri alese cu atenție și pe atașarea unor greutăți pe acele plasturi pentru a contracara flotabilitatea cauzată de bulele de aer. Aceasta este o sarcină destul de intensivă în muncă, care trebuie făcută în mod repetat la fiecare câteva luni pentru tot restul vieții broaștei țestoase. Și țestoasele marine verzi pot trăi până la 80 de ani.

Charlotte înoată cu hamul pus.

Credit: Laura Shubel

Valorificarea producției avansate

Charlotte, ca o victimă a loviturii cu barca cu bule de aer prinse sub carcasa sa deformată, a fost considerată neeliberată și complet dependentă de îngrijirea umană. Deoarece recuperarea completă nu era o opțiune, Mystic Aquarium a dorit să facă funcționarea de zi cu zi mai suportabilă atât pentru broasca țestoasă, cât și pentru îngrijitorii ei. A intrat în contact cu Adia, care, la rândul său, a adus New Balance și Formlabs la bord. Ideea lor a fost să scape de Velcro și să le înlocuiască cu un ham prevăzut cu fante pentru greutăți.

Lucrarea a început cu o scanare 3D a carcasei lui Charlotte. Scanarea a fost punctul de plecare pentru o echipă de proiectare computațională New Balance. Iar sarcina s-a dovedit destul de grea.

Pentru început, țestoasele, ca toate reptilele, cresc toată viața — ritmul lor de creștere încetinește dramatic când ating dimensiunile mature, dar nu se oprește niciodată. Cojile țestoasei se schimbă, de asemenea, în timp, indivizii renunțând la unele caracteristici și înlocuindu-le cu altele noi. Deci, atașarea permanentă a greutăților era exclusă.

De asemenea, bulele de aer de sub carcasa lui Charlotte s-au deplasat uneori, ceea ce a însemnat că hamul a trebuit să facă posibilă repoziționarea greutăților. În cele din urmă, de-a lungul anilor de înot la un unghi ciudat de 45 de grade, broasca țestoasă și-a folosit în mare parte aripile anterioare, ceea ce a dus la atrofia membrelor posterioare.

Scopul a fost atunci să o obișnuiesc treptat pe Charlotte să-și folosească din nou aripile posterioare, nivelându-și treptat poziția folosind greutăți mici la început și trecând la greutăți mai mari mai târziu.

Când New Balance a proiectat în sfârșit un ham care a bifat toate casetele, fișierele CAD au mers la Formlabs pentru imprimare 3D. Echipa lui Pestana a pregătit acele fișiere pentru imprimarea 3D într-un proces numit tăiere, în care un model digital este împărțit în straturi foarte subțiri. Aceste modele feliate au fost apoi introduse în imprimanta 3D Formlabs Fuse 1 SLS (sinterizare selectivă cu laser). „În acest proces, luăm plastic sub formă de pulbere, mai fin decât nisipul și încălzim praful până aproape de punctul de topire”, a explicat Pestana. „Apoi folosim un laser pentru a-l topi – un fel de laser desenează imaginea stratului pe pulbere, pornind de la partea de jos a modelului. Apoi reacoperim pudra pentru următorul strat și facem asta din nou și din nou, până când modelul este imprimat.” Pentru a obține combinația potrivită de flexibilitate, rigiditate și rezistență la impact, Formlabs a realizat hamul lui Charlotte cu nailon armat cu fibră de carbon. Și a funcționat.

28 comentarii

1.