Интелигентният гел с 3D печат е стъпка към изкуствените органи, казва учен

Оказва се, че 3D-печатните обекти, които могат да променят цвета си, е само началото. Нови изследвания разкриват материал, който може да промени формата си с течение на времето в отговор на температурните промени, като вкарва 3D-отпечатани обекти в четвъртото измерение.

Това, което е вълнуващо тук, според изследователите от университета Rutgers зад работата, е, че гелът на водна основа, който използват, е близо до мъртъв звънец за нашите органи и тъкани - това е дори около 70 процента вода, точно както човешкото тяло. Както учените обясняват във вестник, публикуван във вторник Научни доклади, които някой ден биха могли да направят хидрогела идеалния материал за 3D печатане на резервни части на тялото.

"Статичните 3D-печатни клетки не могат точно да имитират нашите телесни функции, защото тялото ни е в непрекъснато движение", казва Хауон Лий, професор в Rutgers и старши автор на статията. обратен.

Хидрогелът решава този проблем със способността си да променя формата си в отговор на температурните промени. В този конкретен случай, температурите над 90 градуса по Фаренхайт са направили материалът да се свие, докато по-ниските температури го правят да поемат повече вода и да се разширяват. Чрез промяна на температурата само на определени участъци от материала е възможно да се манипулира неговата форма и да се създаде движение.

„Така че хората могат да използват този метод на 3D печат на интелигентен гел с клетки или да растат клетки след отпечатване и някак си програмират как променят формата си, за да имитират жизнени дейности като дишане или храносмилателни движения“, казва Лий. "И тогава тези клетки могат да изпитат същите условия, които биха изпитали в нашето тяло."

Както Лий обяснява, формата на обекта определя неговата функция и способността да контролира начина, по който формата се променя значително, увеличава потенциалната функция на обекта. Той и неговият екип не са изобретили хидрогела - това е по същество същият материал, който се появява във всичко - от Jell-O до контактните лещи - но те измислиха нов начин за 3D печат, който помага да се позволи това безпрецедентно ниво контрола, докато все още е бърз и мащабируем.

Смята се, че способността за 3D-отпечатване на органични тъкани има потенциала да разреши световната криза с недостига на органи. Докато Лий се колебаеше да постави конкретен график, когато изследванията на екипа му могат да бъдат превърнати в нещо, готово за трансплантация, това, което са създали, може да бъде важна стъпка към тази цел за изобилни изкуствени органи. И това не е единственото интересно приложение.

„Биопринтирането е само едно приложение на този метод“, казва Лий. „Може да се използва и в мека роботика или да се създават роботи, които са изработени от напълно мек материал, имитирайки почти като октопод. Защо всички роботи трябва да имат всички тези твърди стави и мотори, когато има други живи организми, които могат да правят много сложни неща с напълно меки тела?"

Текущите изследвания създадоха обекти с хидрогел, който варираше по размер от ширината на косата до няколко милиметра дълго, като всички отпечатваха слоеве от смола, съдържаща хидрогел и други химикали, за да се свържат заедно и да позволят на обекта да бъде манипулиран по-късно. Не е съвсем готов да създаде изкуствени органи или да трансформира роботиката, но това е сериозно интригуващо начало.

Ако ви хареса тази статия, вижте това видео на 3D принтер, създаващ функционална човешка кожа.