CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск Магазин Регистрация


Американские ученые разработали 3D-принтер для печати сахаром




Исследователи из Иллинойского университета в Урабане-Шампейне усовершенствовали методику печати сахаром и создали новый 3D-принтер, способный печатать сложные биологические структуры. Разработчики считают, что сладкие водорастворимые структуры послужат более эффективной основой для выращивания живых тканей и органов. Печать с помощью сахара может быть достаточно сложной, поскольку часто возникают проблемы с сжиганием сахара или кристаллизацией. Команда из университета штата Иллинойс обнаружила, что изомальт, распространен в качестве сахарозаменителя, менее подвержен горению и кристаллизации.

Американские ученые разработали 3D-принтер для печати сахаром

Главное особенность изомальта в том, что он растворим в воде и к тому же неплохо плавится. Биомедицинские 3D-принтеры способны создавать живые ткани и даже органы. Как правило, основой служит каркас из биоразлагаемого материала, например, агарозы или поликапролактона. Каркас печатается на 3D-принтере, а затем засеивается живыми клетками. Проблема заключается в том, что большинство используемых материалов достаточно долго разлагается.

Изомальт иногда называют «углеводным стеклом», причем остывает и стеклуется он достаточно быстро при комнатной температуре, что позволяет печатать с достаточно высокой эффективностью и без построения опорных структур. Чтобы предотвратить сжигание сахара или кристаллизацию, исследователи создали 3D-принтер, которых может печатать стабильные структуры из изомальта. Ученые сумели подобрать необходимую комбинацию температуры, давления, диаметра сопла и скорости печати для получения стабильных 3D-печатных конструкций.

Американские ученые разработали 3D-принтер для печати сахаром

3D-принтер использует процесс, называемый печатью свободной формы. Свободная форма означает, что по мере того, как сопло перемещается в пространстве, расплавленный материал затвердевает, оставляя прочную структуру позади – как рисунок в воздухе. После печати водорастворимая, биоразлагаемая, стеклообразная структура может быть использована в биомедицинской инженерии, в исследованиях рака и производстве устройств.

«Это отличный способ создания растворимых структур, вокруг которых можно формировать мягкие конструкции или выращивать ткани. Например, можно выращивать образцы раковых опухолей для лабораторных исследований. Обычно клеточные культуры выращиваются в чашках Петри, а на выходе получаются плоские образцы. Хотя это и позволяет исследовать клетки, есть определенные ограничения, ведь в настоящем, живом организме функциональность тканей и органов напрямую связана с формой», – поясняет Рохит Бхаргава, профессор биоинженерии и директор онкологического центра при Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне.

Американские ученые разработали 3D-принтер для печати сахаром

Команда работает над созданием специальных покрытий каркасов, чтобы контролировать, когда и как быстро растворяются структура каркаса. Они надеются, что однажды технология может быть использована для 3D-печати человеческих органов с нуля. Биопечать живых тканей – лишь одна из возможных областей применения. Так как материал дешев и водорастворим, его можно использовать в печати микрожидкостных систем или любых других моделей со сложной внутренней архитектурой, например, медицинских моделей сердца. Если же говорить непосредственно о биопечати, то структуры из изомальта могут служить основой для создания своеобразной сосудистой системы, оставляя после себя каналы для циркуляции питательных растворов или крови. Доклад исследовательской команды опубликован по этой ссылке.

 


Вы можете стать первым