Logo
Cover

Инженеры Университета Иллинойса создали 3D-принтер, способный выполнять работу, недоступную коммерческим аналогам — печатать тонкий каркас из кристаллов изомальтита, разновидности сахара, из которого делают пастилки от кашля. Эти растворимые в воде структуры имеют широкое применение в медицине, пишет сайт университета.

11292

Изобретатели описали материалы и механизмы новой технологии печати изомальтита на 3D-принтере со свободной движущейся печатной головкой, которая напоминает рисование в воздухе. Нити расплавленного сахара, выходя из сопла, затвердевают на воздухе, принимая нужную форму.

Для этого специалисты подобрали определенный тип сахара, который не сгорает и не кристаллизуется, и определили для него оптимальную комбинацию температур, давления в экструдере, диаметр сопла и скорость подачи материала. Третьим компонентом стало применение вычислительных технологий для расчета формы каркасов.

«Это отличный способ создания формы, вокруг которой мы можем нарастить мягкие материалы, вырастить клетки или ткани, после чего каркас растворится, — говорит профессор Рохит Бхаргава, директор Онкологического центра при университете. — К примеру, один из вариантов — вырастить ткани или изучать опухоли в лаборатории. Клеточные культуры обычно произрастают в плоских чашках. Это дает нам возможность понять некоторые характеристики клеток, но это не очень динамический способ исследования функции системы в организме, в котором существуют четко определенные формы, и форма и назначение тесно связаны».

Одним из преимуществ печати свободно движущейся головкой является способность изготавливать тонкие трубки с круглым сечением. Обычные полимерные 3D-принтеры этого не могут. Когда сахар растворяется, остаются древовидные полости, которые можно использовать как кровеносные сосуды или каналы для микрогидродинамических устройств.

Другой плюс — возможность контролировать точные свойства каждой части структуры, меняя параметры печати. Например, печатая каркас в виде кролика, можно задать разную толщину нитей ушей, тела и хвоста. С точки зрения биологии это крайне важно, а обычные трехмерные принтеры, печатающие слой за слоем, так не могут.

Принтер для печати объемных сложносоставных биологических тканей разработали калифорнийские ученые. С его помощью они надеются в скором времени наладить изготовление искусственной кожи. А в Университете штата Вашингтон создали систему поточного выращивать органов из стоволовых клеток.