Ny grænse for 3D-printning udvikler avancerede bløde materialer, der er i stand til at helbrede sig selv

Det videnskabelige samfund fokuserer sin forskning på de mange anvendelser af hydrogeler, polymere materialer, der indeholder en stor mængde vand, som har potentialet til at reproducere funktionerne i biologiske væv. Dette aspekt er særligt vigtigt inden for regenerativ medicin, som i lang tid allerede har anerkendt og brugt disse materialers egenskaber. For at blive brugt effektivt til at erstatte organisk væv, hydrogeler skal opfylde to væsentlige krav:have stor geometrisk kompleksitet, og efter at have lidt skade, at være i stand til at helbrede sig selv, præcis som levende væv.

Udviklingen af ​​disse materialer kan nu være lettere, og billigere, takket være brugen af ​​3D-print:Forskerne i MP4MNT-teamet (Materials and Processing for Micro and Nanotechnologies) ved Institut for Anvendt Videnskab og Teknologi i Politecnico di Torino, koordineret af professor Fabrizio Pirri, har for første gang demonstreret muligheden for at fremstille hydrogeler med komplekse arkitekturer, der er i stand til at selvhelende efter en flænge, takket være 3D-print aktiveret af lys. Forskningen blev offentliggjort af det prestigefyldte tidsskrift Naturkommunikation i en artikel med titlen "3D-printede selvhelbredende hydrogeler via digital lysbehandling."

Indtil nu, hydrogeler, enten med selvhelbredende eller modellerbare egenskaber i komplekse arkitekturer ved hjælp af 3D-print, var allerede blevet skabt i laboratoriet, men i det foreliggende tilfælde, den opdagede løsning omfatter begge funktioner:Arkitektonisk kompleksitet og evnen til selvhelbredelse efter skade. Ud over, hydrogelen blev skabt ved hjælp af materialer, der er tilgængelige på markedet, behandlet ved hjælp af et kommercielt trykkeri, hvilket gør den foreslåede tilgang yderst fleksibel og potentielt anvendelig overalt, åbner nye muligheder for udvikling både inden for biomedicinske og bløde robotter.

Forskningen blev udført i forbindelse med HYDROPRINT3D ph.d.-projektet, finansieret af Compagnia di San Paolo, inden for rammerne af initiativet "Fælles forskningsprojekter med topuniversiteter", af ph.d. elev Matteo Caprioli, under opsyn af DISAT-forskeren Ignazio Roppolo, i samarbejde med professor Magdassis forskningsgruppe ved det hebraiske universitet i Jerusalem (Israel).

"Siden mange år har " fortæller Ignazio Roppolo, "i MP4MNT-gruppen, en forskningsenhed koordineret af Dr. Annalisa Chiappone og jeg er specifikt dedikeret til udvikling af nye materialer, der kan behandles ved hjælp af 3D-print aktiveret af lys. 3D-print er i stand til at tilbyde en synergistisk effekt mellem genstandens design og materialernes iboende egenskaber, gør det muligt at få fremstillede varer med unikke egenskaber. Fra vores perspektiv, vi er nødt til at udnytte denne synergi for bedst muligt at udvikle mulighederne for 3D-print, så dette virkelig kan blive en del af vores hverdag. Og denne forskning falder helt i tråd med denne filosofi."

Denne forskning repræsenterer et første skridt mod udviklingen af ​​meget komplekse enheder, som kan udnytte både de komplekse geometrier og de iboende selvhelbredende egenskaber i forskellige anvendelsesområder. I særdeleshed, når de biokompatibilitetsundersøgelser, der er i gang på det tværfaglige laboratorium PolitoBIOMed Lab i Politecnico, er blevet forfinet, det vil være muligt at bruge disse objekter både til grundforskning i cellulære mekanismer og til anvendelser inden for regenerativ medicin.