3D-tlačené Smart Gel je krok k umelým orgánom, hovorí vedec

Ukazuje sa, 3D-tlač objekty, ktoré môžu zmeniť farbu je len začiatok. Nový výskum odhalil materiál, ktorý môže časom meniť svoj tvar v závislosti od teplotných zmien, pričom 3D objekty vytlačia do štvrtej dimenzie.

Podľa výskumníkov z Rutgers University za prácou je vzrušujúce, že gél na vodnej báze, ktorý používajú, je blízko mŕtveho zvončeka k našim vlastným orgánom a tkanivám - je to dokonca asi 70% vody, rovnako ako ľudské telo. Ako vedci vysvetľujú v utorok v novinách Vedecké správy To by mohlo jedného dňa urobiť hydrogél ideálnym materiálom pre 3D tlač náhradných častí tela.

"Statické 3D-tlačené bunky nemôžu presne napodobňovať naše telesné funkcie, pretože naše telo je v neustálom pohybe," hovorí Howon Lee, profesor na Rutgers a senior autor článku. obrátený.

Hydrogél tento problém rieši svojou schopnosťou meniť tvar v závislosti od teplotných zmien. V tomto konkrétnom prípade teplota nad približne 90 stupňov Fahrenheita spôsobila, že materiál sa zmenšil, zatiaľ čo chladnejšie teploty spôsobili, že spotreboval viac vody a expandoval. Zmenou teploty len špecifických častí materiálu je možné manipulovať s jeho tvarom a vytvárať pohyb.

"Takže ľudia mohli použiť túto metódu 3D tlače inteligentného gélu s bunkami alebo pestovať bunky po vytlačení a nejakým spôsobom naprogramovať, ako menia svoj tvar tak, aby napodobňovali životne dôležité činnosti, ako sú dýchanie alebo zažívacie pohyby," hovorí Lee. "A potom tieto bunky môžu zažiť rovnaké podmienky, aké by zažili v našom tele."

Ako vysvetľuje Lee, tvar objektu určuje jeho funkciu a schopnosť riadiť, ako zmeny tvaru značne zvyšujú potenciálnu funkciu objektu. On a jeho tím nevymysleli hydrogel - je to v podstate ten istý materiál, ktorý sa objavuje vo všetkom od Jell-O až po kontaktné šošovky - ale prišli s novým spôsobom tlače 3D, ktorý pomáha tejto nebývalej úrovni. kontrolu, všetko je stále rýchle a škálovateľné.

Bolo povedané, že schopnosť 3D tlače organického tkaniva má potenciál vyriešiť krízu nedostatku orgánov na svete. Zatiaľ čo Lee váhal dať konkrétnu časovú líniu, kedy by sa výskum jeho tímu mohol premeniť na niečo pripravené na transplantáciu, to, čo vytvorili, by mohlo byť významným krokom k tomuto cieľu bohatých umelých orgánov. A to nie je jediná zaujímavá možná aplikácia.

„Bioprinting je len jedna aplikácia tejto metódy,“ hovorí Lee. „Môže sa použiť aj v mäkkej robotike alebo pri vytváraní robotov, ktoré sú vyrobené z úplne mäkkého materiálu, napodobňujúc takmer ako chobotnica. Prečo všetci roboti musia mať všetky tieto pevné spoje a motory, keď existujú iné živé organizmy, ktoré dokážu robiť veľa komplikovaných vecí s úplne mäkkými telom?

Súčasný výskum vytvoril objekty s hydrogélom, ktorý sa pohyboval v rozsahu od šírky vlasov až po niekoľko milimetrov dlhé, všetko tlačením vrstiev živice obsahujúcej hydrogél a iné chemikálie, aby sa spojili a umožnili manipuláciu s objektom neskôr. Nie je úplne pripravený vytvárať umelé orgány alebo transformovať robotiku, ale je to veľmi zaujímavý začiatok.

Ak sa vám tento článok páčil, pozrite sa na toto video 3D tlačiarne vytvárajúce funkčnú ľudskú pokožku.