3D-tištěný inteligentní gel je krok k umělým orgánům, říká vědec

Ukazuje se, že 3D tisk objektů, které mohou změnit barvu, je pouze začátek. Nový výzkum odhalil materiál, který může časem měnit svůj tvar v závislosti na teplotních změnách, přičemž 3D objekty vytiskne do čtvrté dimenze.

Podle výzkumníků z Rutgers University za prací je vzrušující, že gel na vodní bázi, který používají, je blízko mrtvého vyzváněcího tónu k našim vlastním orgánům a tkáním - je to dokonce asi 70% vody, stejně jako lidské tělo. Jak vědci vysvětlují v referátu zveřejněném v úterý Vědecké zprávy To by mohlo jednou z hydrogelu učinit ideální materiál pro 3D tisk náhradních částí těla.

"Statické 3D-tištěné buňky nemohou přesně napodobovat naše tělesné funkce, protože naše tělo je v neustálém pohybu," říká Howon Lee, profesor Rutgers a senior autor článku. Inverzní.

Hydrogel tento problém řeší svou schopností měnit tvar v závislosti na teplotních změnách. V tomto konkrétním případě teplota nad asi 90 stupňů Fahrenheita způsobila, že se materiál zmenšil, zatímco chladnější teploty způsobily, že nabíral více vody a expandoval. Změnou teploty pouze specifických částí materiálu je možné manipulovat s jeho tvarem a vytvářet pohyb.

„Takže lidé mohli použít tuto metodu 3D tisku inteligentního gelu s buňkami nebo pěstovat buňky po tisku a nějakým způsobem programovat, jak mění svůj tvar tak, aby napodobovali životně důležité činnosti, jako je dýchání nebo zažívací pohyby,“ říká Lee. "A pak mohou tyto buňky zažít stejné podmínky, jaké by zažily uvnitř našeho těla."

Jak vysvětluje Lee, tvar objektu určuje jeho funkci a schopnost řídit, jak změny tvaru značně zvyšují potenciální funkci objektu. On a jeho tým nevynalezli hydrogel - je to v podstatě stejný materiál, který se objevuje ve všem, od Jell-O až po kontaktní čočky - ale přišli s novým způsobem tisku 3D, který umožňuje tuto bezprecedentní úroveň ovládání, vše je stále rychlé a škálovatelné.

Bylo řečeno, že schopnost 3D tisk organické tkáně má potenciál vyřešit krizi ve světě s nedostatkem orgánů. Zatímco Lee váhal dát konkrétní časovou linii, kdy by mohl být výzkum jeho týmu přeměněn v něco připraveného na transplantaci, to, co vytvořili, by mohlo být významným krokem k tomuto cíli hojných umělých orgánů. A to není jediná zajímavá aplikace.

„Bioprinting je jen jednou aplikací této metody,“ říká Lee. „Mohlo by to být také použito v měkké robotice nebo vytváření robotů, které jsou vyrobeny z plně měkkého materiálu, napodobujícího téměř jako chobotnice. Proč musí všichni roboti mít všechny tyto pevné spoje a motory, když existují jiné živé organismy, které mohou dělat spoustu složitých věcí s plně měkkými těly?

Současný výzkum vytvořil objekty s hydrogelem, který se pohyboval ve velikosti od šířky vlasů až po několik milimetrů dlouho, to vše tiskem vrstev pryskyřice obsahující hydrogel a další chemikálie, aby se spojily a umožnily manipulaci s objektem později. Není zcela připraveno vytvářet umělé orgány nebo transformovat robotiku, ale je to vážně zajímavý začátek.

Pokud se vám tento článek líbil, podívejte se na toto video z 3D tiskárny vytvářející funkční lidskou pokožku.