Cientistas da Universidade da Flórida aprenderam a
imprimir silicone dentro de um microgel . Essa descoberta promete avançar significativamente a tecnologia de criação de implantes médicos: eles se tornarão mais confiáveis, mais baratos e mais convenientes do que todos os implantes disponíveis no mercado hoje. E não foi isso que você pensou, mas outra. Por exemplo, válvulas cardíacas, bem como cateteres moles, instrumentos de drenagem, redes implantáveis e outros acessórios cirúrgicos.
Atualmente, esses dispositivos precisam ser moldados na impressora. Se uma forma e tamanho específicos forem necessários, o procedimento para aguardar uma operação poderá se arrastar por vários dias ou até semanas. Nem todo paciente sobreviverá até que faça uma parte de silicone da forma desejada. A impressão 3D reduz o tempo de fabricação para horas, o que teoricamente poderia salvar a vida de alguém.
Um microgel é uma micropartícula inchada formada a partir de polímeros interconectados. Eles têm propriedades reológicas muito específicas e úteis, ou seja, uma combinação específica de deformação e fluidez. Portanto, eles são fabricados em escala industrial para uso como lubrificantes, produtos de cuidados pessoais, para materiais de revestimento e até mesmo
para a coleta de óleo . Sob a influência de pressão extrema, o microgel se transforma em líquido - isso não ocorre espontaneamente quando a substância é aquecida. É essa propriedade (transformação temporária em líquido) que é usada para impressão 3D de objetos líquidos dentro de um microgel.
Os métodos convencionais de produção industrial - síntese de dilatação - limitaram o uso de microgéis. Mas há alguns anos, os cientistas dominaram a impressão 3D e, em seguida, uma hipóstase completamente nova foi encontrada para esse material. Microgel espremido é usado para imprimir estruturas únicas de hidrogel e silicone e até mesmo
construções para suportar células vivas . Com essa técnica, o material impresso é literalmente preso fisicamente no espaço do microgel embalado, que se transforma temporariamente em um líquido sob a influência de uma ponta de impressão (injeção) e, em seguida, retorna rapidamente ao seu estado anterior de gel. Assim, torna-se possível imprimir materiais macios e quebradiços dentro do recipiente com alta precisão. Essa técnica foi usada por pesquisadores da Universidade da Flórida. A equipe de pesquisa trabalha na impressão 3D de órgãos e tecidos vivos há vários anos, e esse projeto foi um subproduto de suas pesquisas.
A principal descoberta científica neste caso é a estrutura química do recipiente. Os microgéis anteriores à base de água não permitiam a impressão com silicone líquido, que literalmente se dissolvia no recipiente. Portanto, os cientistas desenvolveram um material à base de óleo com o qual "tinta" não se mistura.
O tempo de fabricação de acessórios e implantes cirúrgicos é reduzido em uma ordem de magnitude, o que por si só é uma grande conquista. Mas, ao mesmo tempo, também é possível produzir partes de uma forma mais complexa. Alguns tipos de produtos, como tubos de drenagem com válvulas sensíveis à pressão, geralmente não são possíveis de serem produzidos em uma prensa em uma única etapa. Este é um trabalho difícil e meticuloso. Agora eles podem ser simplesmente impressos.
Objetos impressos em silicone"Nosso novo material fornece suporte para silicone líquido e permite a impressão 3D de estruturas muito complexas e até peças encapsuladas feitas de elastômero de silicone",
diz Christopher O'Bryan, principal autor do artigo, estudante de doutorado em engenharia mecânica e aeroespacial.
Nesta área, não é inteiramente apropriado falar sobre finanças, mas os acessórios feitos de uma nova maneira devem ser muito mais baratos que os atuais.
Presumivelmente, com o advento de novas tecnologias, será possível desenvolver novos dispositivos terapêuticos que podem encapsular substâncias - e liberá-las em pequenas quantidades dentro do corpo. Estes são medicamentos ou moléculas que estimulam o crescimento de tecidos nos lugares certos. Se você fantasia, um dia, no futuro, começaremos a literalmente construir músculos, vasos sanguíneos e tecido nervoso sobre o esqueleto - para construir um corpo humano a partir do zero, como na ficção científica.
A impressão de órgãos e tecidos continua sendo o principal objetivo de um grupo de pesquisadores da Universidade da Flórida, e eles continuam experimentando impressoras 3D e vários materiais. Segundo os engenheiros, isso será possível em algumas décadas. Este é um futuro bastante distante, então eles foram brevemente distraídos pelo projeto paralelo de impressão de implantes de silicone - uma invenção que pode ser usada hoje.
O trabalho científico foi
publicado em 10 de maio de 2017 na revista
Science Advances (doi: 10.1126 / sciadv.1602800).