Guohao Dai, profesor de bioinginerie la Northeastern University din Boston, Massachusetts, împreună cu colaboratorii săi au patentat recent un nou tip de hidrogel elastic, special conceput pentru printarea 3D a țesuturilor moi vii. 

Imprimantele 3D din prezent folosesc polimeri, filamente de plastic, pudre sau rășini pentru a construi obiecte printate. Obiectele se întăresc pe măsură ce materialele din care sunt realizate se răcesc. Rezultatul este, însă, un obiect dur, lipsit de elasticitate. 

Pentru a putea printa țesuturi moi, explică profesorul, este nevoie de materiale moi, elastice, care se alungesc și revin la forma inițială. „Elasticitatea este foarte importantă pentru menținerea funcției normale a țesuturilor”, declară prof. Guohao Dai. Tocmai de aceea, rezolvarea problemei ce ține de elasticitate poate revoluționa medicina. Extrem de utile în procesul de printare 3D sunt hidrogelurile – polimeri sintetici capabili să rețină apa.

 Însă hidrogelurile din prezent sunt mult prea fragile pentru a fi folosite în imprimanta 3D. Ele nu rezistă la alungire sau la răsucire, ceea ce înseamnă că folosirea lor în medicină este limitată. Pentru a rezolva problema, prof. Guohao Dai a colaborat cu alți oameni de știință. Împreună, ei au găsit o modalitate prin care au făcut hidrogelurile moi, actuale, mai elastice. Au modificat unele proprietăți ale acestora, astfel încât să poată fi folosite în imprimantă. 

Secretul? O soluție lichidă 

Pentru a putea trece prin duza imprimantei 3D, materialul trebuie să fie lichid, dar în același timp el trebuie să-și mențină forma după ce obiectul a fost printat. Noul material creat de cercetători se dizolvă într-o soluție lichidă și poate încapsula o cantitate mare de apă după printare. Acest lucru este benefic pentru creșterea culturilor de celule, spune prof. Guohao Dai, deoarece imită mediul corpului uman, care este alcătuit, în medie, din 60% apă. 

Celulele sunt infuzate în soluția aceasta lichidă înainte de printare. Odată ce a fost printat, obiectul este expus la lumină albastră, declanșându-se astfel o reacție fotochimică, iar ea face ca gelul să fie elastic, fără a deteriora, însă, celulele vii. 

„Poți printa orice geometrie [a obiectului]. Poți printa un tub sau un vas de sânge”, afirmă prof. Guohao Dai. Celulele din soluția lichidă se multiplică apoi și cresc în interiorul structurii printate 3D. Un alt avantaj al noului tip de hidrogel elastic: este biodegradabil. Scopul cercetătorilor a fost să facă hidrogelul complet biodegradabil, în timp ce celulele îl înlocuiesc cu colagen și elastină, formând astfel un vas de sânge puternic, natural.  

Sursă: https://medicalxpress.com/