3D-друкований розумний гель є кроком до штучних органів, каже вчений

Виявляється, 3D-друк об'єктів, здатних змінювати колір, є лише початком. Нове дослідження виявило матеріал, який може змінювати свою форму з плином часу у відповідь на зміни температури, приймаючи 3D-друковані об'єкти в четвертий вимір.

Що цікаво, на думку дослідників з Університету Рутгерса, що гель на водній основі, який вони використовували, близький до мертвого дзвінка нашим власним органам і тканинам - це навіть близько 70% води, як і людський організм. Як пояснюють вчені в документі, опублікованому у вівторок в Наукові звіти, які могли б коли-небудь зробити гідрогель ідеальним матеріалом для 3D-друку запасних частин тіла.

"Статичні 3D-друковані клітини не можуть точно імітувати наші тілесні функції, тому що наше тіло знаходиться в постійному русі", - розповідає професор Ратгерса і старшого автора статті Ховон Лі. Обернено.

Гідрогель вирішує цю проблему своєю здатністю змінювати форму у відповідь на зміни температури. У цьому конкретному випадку температура вище 90 градусів за Фаренгейтом дозволила скоротити кількість матеріалу, тоді як більш низькі температури змусили його взяти більше води і розширитись. Змінюючи температуру лише окремих ділянок матеріалу, можна маніпулювати його формою і створювати рух.

"Таким чином, люди могли б використовувати цей метод 3D-друку інтелектуального гелю з клітинами або вирощувати клітини після друку і якось програмувати, як вони змінюють свою форму, щоб імітувати життєву діяльність, як дихання або рухи травлення", говорить Лі. "І тоді ці клітини можуть відчувати ті ж умови, які вони відчули б у нашому тілі".

Як пояснює Лі, форма об'єкта визначає його функцію, а також здатність контролювати, як змінюється форма, значно збільшує потенційну функцію об'єкта. Він і його команда не винайшли гідрогель - це, по суті, той самий матеріал, який з'являється у всьому, від Jell-O до контактних лінз - але вони придумали новий спосіб 3D-друку, який допомагає зробити цей безпрецедентний рівень управління, все одно залишаючись швидким і масштабованим.

Сказано, що здатність органічної тканини до 3D-друку друкувати потенціал для вирішення світової кризи дефіциту органів. Хоча Лі не наважувався поставити певний графік, коли дослідження його команди можна було б перетворити на щось готове для трансплантації, те, що вони створили, могло б стати важливим кроком до досягнення цієї мети. І це не єдине цікаве можливе застосування.

«Біопринт - це лише одне застосування цього методу», говорить Лі. Він також може бути використаний у м'якій робототехніці або у створенні роботів, виконаних з повністю м'якого матеріалу, що імітують майже як восьминіг. Чому всі роботи повинні мати всі ці жорсткі суглоби і мотори, коли є інші живі організми, які можуть робити багато складних речей з повністю м'якими органами?

Нинішнє дослідження створило об'єкти з гідрогелем, розміром від ширини волосся до декількох міліметрів довжиною, все шляхом друку шарів смоли, що містить гідрогель та інші хімічні речовини, щоб зв'язати його разом і дозволити об'єкту бути маніпульованим пізніше. Це не зовсім готове для створення штучних органів або перетворення робототехніки, але це серйозно інтригуючий початок.

Якщо вам сподобалася ця стаття, перевірте це відео 3D-принтера, що створює функціональну людську шкіру.