Para ilmuwan di University of Florida telah belajar cara
mencetak silikon di dalam mikrogel . Penemuan ini menjanjikan untuk secara signifikan memajukan teknologi menciptakan implan medis: mereka akan menjadi lebih dapat diandalkan, lebih murah dan lebih nyaman daripada semua implan yang tersedia di pasaran saat ini. Dan ini bukan apa yang Anda pikirkan, tetapi yang lain. Misalnya, katup jantung, serta kateter lunak, instrumen drainase, jaring implan dan aksesori bedah lainnya.
Saat ini, perangkat tersebut harus dicetak di media. Jika diperlukan bentuk dan ukuran tertentu, maka prosedur untuk menunggu operasi dapat berlangsung selama beberapa hari atau bahkan berminggu-minggu. Tidak setiap pasien akan selamat sampai mereka membuat bagian silikon dari bentuk yang diinginkan. Pencetakan 3D mengurangi waktu pembuatan menjadi berjam-jam, yang secara teoritis dapat menyelamatkan nyawa seseorang.
Mikrogel adalah mikropartikel bengkak yang terbentuk dari polimer yang saling berhubungan. Mereka memiliki sifat reologi yang sangat spesifik dan berguna, yaitu kombinasi spesifik deformasi dan fluiditas. Oleh karena itu, mereka diproduksi pada skala industri untuk digunakan sebagai pelumas, produk perawatan pribadi, untuk bahan pelapis dan bahkan
untuk mengumpulkan minyak . Di bawah pengaruh tekanan ekstrem, mikroba berubah menjadi cairan - ini tidak terjadi secara spontan ketika zat dipanaskan. Properti ini (transformasi sementara menjadi cairan) yang digunakan untuk pencetakan 3D benda cair di dalam mikrogel.
Metode produksi industri konvensional - sintesis pembengkakan - membatasi penggunaan microgels. Tetapi beberapa tahun yang lalu, para ilmuwan menguasai pencetakan 3D, dan kemudian hypostasis yang sama sekali baru ditemukan untuk bahan ini. Mikrogel yang diperas digunakan untuk mencetak struktur hidrogel dan silikon yang unik, dan bahkan
membangun untuk mendukung sel hidup . Dengan teknik ini, bahan cetakan secara fisik secara fisik diperas ke dalam ruang mikrogel yang dikemas, yang sementara berubah menjadi cairan di bawah pengaruh ujung pencetakan (injeksi), dan kemudian dengan cepat kembali ke keadaan gel sebelumnya. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mencetak bahan yang lembut dan rapuh di dalam wadah dengan akurasi tinggi. Teknik ini digunakan oleh para peneliti dari University of Florida. Tim peneliti telah mengerjakan pencetakan 3D organ dan jaringan hidup selama beberapa tahun, dan proyek ini adalah produk sampingan dari penelitian mereka.
Penemuan ilmiah utama dalam hal ini adalah struktur kimia wadah. Microgels berbasis air sebelumnya tidak memungkinkan pencetakan dengan silikon cair, yang secara harfiah larut dalam wadah. Oleh karena itu, para ilmuwan telah mengembangkan bahan berbasis minyak yang tidak dicampur dengan "cat".
Waktu pembuatan untuk aksesoris dan implan bedah dikurangi dengan urutan besarnya, yang dengan sendirinya merupakan prestasi besar. Tetapi pada saat yang sama, dimungkinkan juga untuk menghasilkan bagian-bagian dari bentuk yang lebih kompleks. Beberapa jenis produk, seperti tabung drainase dengan katup yang peka terhadap tekanan, umumnya tidak mungkin diproduksi pada mesin cetak dalam satu langkah. Ini adalah pekerjaan yang sulit dan melelahkan. Sekarang mereka dapat dengan mudah dicetak.
Barang Silikon yang Dicetak"Bahan baru kami memberikan dukungan untuk silikon cair dan memungkinkan pencetakan 3D dari struktur yang sangat kompleks dan bahkan bagian yang dienkapsulasi terbuat dari silikon elastomer,"
kata pemimpin penulis makalah, Christopher O'Bryan, mahasiswa doktoral di bidang teknik mesin dan kedirgantaraan.
Di bidang ini tidak sepenuhnya tepat untuk berbicara tentang keuangan, tetapi aksesori yang dibuat dengan cara baru harus jauh lebih murah daripada yang saat ini.
Agaknya, dengan munculnya teknologi baru, bahkan akan mungkin untuk mengembangkan perangkat terapi baru yang dapat merangkum zat - zat dan melepaskannya dalam jumlah kecil di dalam tubuh. Ini adalah obat atau molekul yang merangsang pertumbuhan jaringan di tempat yang tepat. Jika Anda berfantasi, maka suatu hari nanti di masa depan kita akan mulai membangun otot, pembuluh darah, dan jaringan saraf di atas kerangka - untuk membangun tubuh manusia dari awal, seperti dalam fiksi ilmiah.
Pencetakan organ dan jaringan tetap menjadi tujuan utama sekelompok peneliti dari University of Florida, dan mereka terus bereksperimen dengan printer 3D dan berbagai bahan. Menurut para insinyur, ini akan menjadi mungkin dalam beberapa dekade. Ini adalah masa depan yang agak jauh, sehingga mereka sedikit terganggu oleh proyek sampingan dari implan silikon - sebuah penemuan yang dapat digunakan saat ini.
Karya ilmiah
diterbitkan pada 10 Mei 2017 di jurnal
Science Advances (doi: 10.1126 / sciadv.1602800).