3D-trykt Smart Gel er et skridt til kunstige organer, siger forsker

Det viser sig 3D-udskrivning objekter, der kan ændre farve er kun begyndelsen. Ny forskning har afsløret et materiale, der kan ændre sin form over tid som reaktion på temperaturændringer, idet der tages 3D-trykte objekter i den fjerde dimension.

Hvad der spændende her er, er ifølge forskerne ved Rutgers University bag arbejdet, at den vandbaserede gel, de brugte, er tæt på en død ringer til vores egne organer og væv - det er endda omkring 70 procent vand, ligesom menneskekroppen. Som forskerne forklarer i et papir, der blev offentliggjort tirsdag i Videnskabsrapporter, der kunne gøre hydrogelen det ideelle materiale til udskiftningsdeler i 3D-tryk.

"Statiske 3D-trykte celler kan ikke nøjagtigt efterligne vores kropsfunktioner, fordi vores krop er i konstant bevægelse", fortæller Howon Lee, professor ved Rutgers og seniorforfatter af papiret. Inverse.

Hydrogelen løser dette problem med dets evne til at ændre form som følge af temperaturændringer. I dette særlige tilfælde fik temperaturen over 90 grader Fahrenheit materialet til at falde, mens de koldere temperaturer gjorde det mere vand og udvide. Ved at ændre temperaturen på kun bestemte dele af materialet, er det muligt at manipulere sin form og skabe bevægelse.

"Så folk kunne bruge denne metode til 3D-print smart gel med celler eller vokse celler efter udskrivning og på en eller anden måde program, hvordan de ændrer deres form for at efterligne vitale aktiviteter som vejrtrækning eller fordøjelsesbevægelser," siger Lee. "Og så kan de celler opleve de samme forhold, de ville opleve i vores krop."

Som Lee forklarer bestemmer formen på en genstand sin funktion, og evnen til at styre, hvordan forandringen ændrer sig, øger i høj grad et objekts potentielle funktion. Han og hans team opfandt ikke hydrogelen - det er i det væsentlige det samme materiale, der vises i alt fra Jell-O til kontaktlinser - men de kom op med en ny måde at 3D-udskrive det på, der hjælper med at muliggøre dette hidtil usete niveau af kontrol, mens du stadigvæk er hurtig og skalerbar.

Evnen til at 3D-print økologisk væv er blevet sagt at have potentiale til at løse verdens orgelbristekrise. Mens Lee var tøvende med at sætte en bestemt tidslinje på, da hans holds forskning kunne omdannes til noget, der var klar til transplantation, kunne det, de skabte, være et stort skridt i retning af det mål med rigelige kunstige organer. Og det er ikke den eneste spændende mulige ansøgning.

"Bioprinting er kun en applikation af denne metode," siger Lee. "Det kunne også bruges i blød robotik, eller skabe robotter, der er lavet af fuldt blødt materiale, der efterligner næsten som en blæksprutte. Hvorfor skal alle robotter have alle disse stive led og motorer, når der er andre levende organismer, der kan gøre masser af komplicerede ting med fuldt bløde legemer?"

Den nuværende forskning skabte objekter med hydrogelen, der varierede i størrelse fra bredden af ​​et hår til flere millimeter lang, alt ved at trykke lag af en harpiks indeholdende hydrogelen og andre kemikalier til at binde den sammen og lade objektet blive manipuleret senere. Det er ikke helt klart at skabe kunstige organer eller transformere robotik, men det er en alvorligt spændende start.

Hvis du kunne lide denne artikel, skal du tjekke denne video af en 3D-printer, der skaber funktionel menneskelig hud.