3D-Trykt Smart Gel er skritt til kunstige organer, sier forsker

Det viser seg 3D-utskrift objekter som kan endre fargen er bare begynnelsen. Ny forskning har avslørt et materiale som kan endre sin form over tid som svar på temperaturendringer, og tar 3D-trykte objekter i fjerde dimensjon.

Det som er spennende her, ifølge forskerne ved Rutgers University bak arbeidet, er at den vannbaserte gelen de brukte er nær en død ringer til våre egne organer og vev - det er til og med omtrent 70 prosent vann, akkurat som menneskekroppen. Som forskerne forklarer i et papir publisert tirsdag i Vitenskapsrapporter, som en dag kunne gjøre hydrogelen det ideelle materialet for utskifting av kroppsdeler i 3D-utskrifter.

"Statiske 3D-trykte celler kan ikke nøyaktig etterligne kroppens funksjoner, fordi kroppen vår er i konstant bevegelse," forteller Howon Lee, professor ved Rutgers og senior forfatter av papiret. Omvendt.

Hydrogelen løser det problemet med evnen til å forandre form som følge av temperaturendringer. I dette spesielle tilfellet gjorde temperaturen over 90 grader Fahrenheit materialet krympet, mens kjøligere temperaturer gjorde at det tok på seg mer vann og utvide seg. Ved å endre temperaturen på bare bestemte deler av materialet, er det mulig å manipulere sin form og skape bevegelse.

"Så folk kunne bruke denne metoden for 3D-utskrift smart gel med celler eller vokse celler etter utskrift og på en eller annen måte program hvordan de forandrer sin form for å etterligne viktige aktiviteter som puste eller fordøyelsesbevegelser," sier Lee. "Og da kan disse cellene oppleve de samme forholdene de ville oppleve inni kroppen vår."

Som Lee forklarer, bestemmer formen på et objekt sin funksjon, og muligheten til å kontrollere hvordan formen endres, øker i stor grad et objekts potensielle funksjon. Han og hans team oppdaget ikke hydrogelen - det er egentlig det samme materialet som dukker opp i alt fra Jell-O til kontaktlinser - men de kom opp med en ny måte å 3D-utskrift på som hjelper til med å aktivere dette hidtil usete nivået av kontroll, alt mens du fortsatt er rask og skalerbar.

Evnen til å skrive ut organisk vev i 3D har blitt sagt å ha potensial til å løse verdensorgskortkrisen. Mens Lee var nølende med å sette en bestemt tidslinje på når lagets forskning kunne omdannes til noe klart for transplantasjon, kunne det de hadde skapt et stort skritt mot det målet med rikelig kunstige organer. Og det er ikke den eneste spennende mulige søknaden.

"Bioprinting er bare en applikasjon av denne metoden," sier Lee. "Det kan også brukes i myk robotikk, eller lage roboter som er laget av helt mykt materiale, etterligner nesten som en blekksprut. Hvorfor må alle roboter ha alle disse stive leddene og motorene når det er andre levende organismer som kan gjøre mange kompliserte ting med fullt myke legemer?"

Gjeldende forskning skapte objekter med hydrogelen som varierte i størrelse fra bredden av et hår til flere millimeter lang, alt ved å skrive ut lag av en harpiks som inneholder hydrogelen og andre kjemikalier for å binde den sammen og la objektet bli manipulert senere. Det er ikke helt klart å lage kunstige organer eller forvandle robotteknologi, men det er en veldig spennende start.

Hvis du likte denne artikkelen, sjekk ut denne videoen av en 3D-skriver som lager funksjonell menneskelig hud.