Реверсивная 3D-печать для изготовления крошечных медицинских имплантатов

Ученые из австралийского университета RMIT разработали новый метод 3D-печати, позволяющий создавать невероятно маленькие и сложные биомедицинские имплантаты. Подход предполагает печать клеевых форм, которые затем заполняются наполнителем из биоматериала. После того как форма растворяется, остается структура биоматериала. Удивительно, но в этой методике используются стандартные 3D-принтеры, такие как те, которые сейчас часто встречаются даже в средних школах, и клей ПВА в качестве материала для печати.

Данные этого исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.

Печать заменителей человеческих тканей - это огромная область исследований и команды по всему миру пытались создать очень сложные структуры, которые могли бы помочь улучшить жизнеспособность напечатанных имплантатов. Ткани по своей природе сложны, но до сих пор 3D-печатные биоматериалы были несколько грубыми по своему разрешению и сложности. Ученые поняли, что печать обратной формы может быть лучшим подходом для создания более сложных структур.

По словам Катала О'Коннела, одного из ученых, принимавших участие в этом исследовании,

Формы, которые можно создавать с помощью стандартного 3D-принтера, ограничены размером печатающего сопла и в конечном итоге это влияет на то, насколько маленькую форму вы можете напечатать. Но зазоры между напечатанными материалами могут быть гораздо меньше и гораздо более сложными. Перевернув наше мышление, мы, по сути, рисуем нужную нам структуру в пустом пространстве внутри нашей 3D-печатной формы. Это позволяет нам создавать крошечные, сложные микроструктуры, в которых можно размещать клетки.  

Исследователи назвали свой метод печати Negative Embodied Sacrificial Template 3D (NEST3D). Чернила для печати - это обычный клей ПВА, а 3D-принтер, который использовали исследователи, является относительно низкотехнологичным, который они описывают как "школьного уровня". Напечатанные структуры из ПВА можно растворить, просто поместив их в воду. По словам Стефани Дойл, еще одного участника исследования,

Мы можем производить матрицы (scaffolds) для клеток из различных материалов - от биоразлагаемых полимеров до гидрогелей, силиконов и керамики - без необходимости тщательной оптимизации или специализированного оборудования. Мы можем создавать 3D-структуры, которые могут быть всего 200 микрон в поперечнике, что составляет ширину 4 человеческих волос, а по сложности превосходят те, которые достижимы с помощью технологий изготовления на основе света.