3Д-друковані риштування з цукру можуть допомогти вирощувати органи
Цукор, це дивно солодке задоволення, яке деякі з нас просто не можуть отримати достатньо, довгий час було захопленням дітей (і дітей з подібним дитині солодким зубом). Його здатність зливатися в склоподібний речовина дозволяє художникам-кондитерським виробам створювати смачні дисплеї, гідні музеїв, або служити в якості 3D-десерту. Насправді ті ж властивості, які роблять цукор настільки прекрасним для приготування їжі і дизайну, також роблять його відмінним для науки.
Університет штату Іллінойс оголосив в опублікованій в середу статті, що доктор філософії. випускник Метью Гелбер і Рохіт Бхаргава, професор біоінженерії та директор Центру раку в штаті Іллінойс, створили новий вид 3D-принтера, здатного друкувати деталізовані біологічні структури з цукру.
Так, є й інші 3D-принтери, здатні працювати з цукром. Однак, на відміну від типових комерційних принтерів, Bhargava використовує ізомальт - замінник цукру, отриманий з буряка і зазвичай зустрічається в горлових коржиках. Після розплавлення і друку цукрові структури охолоджують і тверднуть, створюючи міцний каркас, який робить структури особливо корисними при виготовленні пристроїв і в областях, пов'язаних зі здоров'ям, таких як біомедична інженерія та дослідження раку.
«Це відмінний спосіб створити фігури, навколо яких ми можемо намалювати м'які матеріали або виростити клітини і тканини, тоді ешафот розчиняється», - сказав Бхаргава в TechXplore, - наприклад, одним з можливих додатків є вирощування тканини або дослідження пухлини в лабораторії. Культури клітин зазвичай виробляють на плоских блюдах. Це дає нам деякі характеристики осередків, але це не дуже динамічний спосіб поглянути на те, як система фактично функціонує в тілі. У тілі є чітко визначені форми, а форма і функція дуже тісно пов'язані ».
Друк цукру може бути складною, коли ви намагаєтеся роздрукувати будівельні ліси для зростання серцевої тканини. Занадто великий тиск і результат бесформен, занадто багато тепла, і він кристалізується або горить (говорити про серцевий опіку). На щастя, ізомальт менш схильний до кристалізації, ніж звичайний цукор, і чинить опір знебарвлення при розтопленим.
Команда також була обережна в розробці свого принтера вільної форми, використовуючи дуже специфічні настройки. Завдяки точному контролю швидкості, температури і тиску принтер може створювати складні стрічки і трубки ізомальт, які нагадують органічні структури без спалювання цукру або створення надмірно тендітних структур.
Після вирощування тканини навколо друкованого цукрового каркаса, як пропонує Бхаргава, цукор просто розчиняється, залишаючи самопідтримується органічну структуру. Коли цукор розчиняється, він залишає за собою ряд прослоенних трубок і тунелів, які можуть використовуватися як кровоносні судини для транспортування поживних речовин або для створення каналів в певних медичних пристроях.
Команда сподівається розробити спеціальні покриття для контролю, коли і як швидко розчиняються структури, схожі на покриття, які оточують медицину в таблетках. Хоча все ще може бути якийсь час, перш ніж цукрові лісу будуть використовуватися для 3D-друку людських органів або в медичних пристроях на основі гідрогелю, ця технологія є багатообіцяючою і знаменує ще одну солодку перемогу для майбутнього медицини.
Джерела: University of Illinois, TechXplorer
