ساخت ایمپلنت های بسیار کوچک پزشکی با پرینت معکوس سه بعدی

محققان دانشگاه RMIT استرالیا یک تکنیک جدید چاپ سه بعدی را ابداع کرده اند که به آنها امکان می دهد ایمپلنت های پزشکی فوق العاده کوچک و پیچیده را بسازند. این روش شامل چاپ قالب های چسبی است که می توان آنها را با مواد پرکننده بیومتریال (مواد زیست سازگار) پر کرد. پس از حل شدن و از بین رفتن قالب، ساختار بیومتریالی باقی می ماند. جالب آنکه، این روش از پرینترهای سه بعدی استاندارد، مانند نمونه هایی كه هم اكنون حتی در دبیرستان ها یافت می شوند و چسب PVA به عنوان ماده چاپی استفاده میکند.

چاپ کردن بافت ها برای جایگزینی با نمونه های انسانی  یک زمینه بزرگ تحقیقاتی است و تیم های سراسر جهان تلاش میکنند تا ساختارهای پیچیده ای ایجاد کنند که به بهبود دوام ایمپلنت های چاپی کمک کند. بافت ها به طور طبیعی پیچیده هستند و در حال حاضر مواد بیومتریال چاپ شده به صورت سه بعدی، از نظر وضوح و پیچیدگی تا حدی خام میباشند. این محققان دریافتند که چاپ یک شکل به صورت معکوس برای ایجاد ساختارهای پیچیده تر، می تواند روش بهتری باشد.

یکی از محققان میگوید: شکل هایی که می توانید با یک چاپگر سه بعدی استاندارد ایجاد کنید با توجه به  اندازه نازل چاپگر، محدود می شود، همچنین شکافی که باید از طریق آن مواد به داخل تزریق شود نیز محدودیت ایجاد میکند در حالی که این کار میتواند بسیار دقیق تز و ظریف تر انجام پذیرد. در روش معکوس ما اساساً ساختار مورد نظر خود را به صورت توخالی داخل قالب چاپ سه بعدی ترسیم می کنیم. این به ما امکان می دهد ریزساختارهای کوچک و پیچیده ای را ایجاد کنیم که سلول ها در آن شکوفا شوند.
محققان تکنیک خود را چاپ سه بعدی با الگوی منفی مجسم شده (NEST3D) نامیده اند. جوهر چاپ یک چسب PVA است که معمولاً توسط کودکان در ساخت کارها مورد استفاده قرار می گیرد و چاپگر سه بعدی محققان نیز از مشخصات نسبتاً کمی برخوردار است که آنها آن را در رده پرینترهای دبیرستانی قرار میدهد.

اوکانل (O’Connell) محقق درگیر در پروژه میگوید: "مهمتر اینکه، تکنیک ما به اندازه کافی همه کاره است که میتوان از مواد درجه پزشکی نیز استفاده کرد." "ایجاد چنین اشکال پیچیده ای با استفاده از چاپگر سه بعدی پایه" دبیرستان "فوق العاده است. این واقعا موانع ورود به این زمینه را کاهش می دهد و یک گام مهم است تا مهندسی بافت را به یک واقعیت پزشکی تبدیل کنیم. "

ساختارهای PVA چاپ شده را می توان به راحتی با قرار دادن آنها در آب، از هسته بیومتریال جدا کرد و آن را حل نمود. استفانی دویل، یکی دیگر از محققان درگیر در این مطالعه گفت: "مزیت تکنیک پیشرفته قالب گیری تزریقی، همه کاره بودن آن است." وی افزود: "ما می توانیم ده ها داربست زیستی آزمایشی در طیف وسیعی از مواد - از پلیمرهای قابل تجزیه تا هیدروژل ها، سیلیكون ها و سرامیك ها - بدون نیاز به بهینه سازی دقیق یا تجهیزات ویژه تولید كنیم. ما قادر به تولید ساختارهای سه بعدی هستیم که می توانند فقط 200 میکرون عرض داشته باشند، عرض 4 تار موی انسان و پیچیدگی آن چیزی است که با تکنیک های ساخت مبتنی بر نور قابل دستیابی است. این می تواند یک شتاب دهنده عظیم برای تحقیقات مهندسی بافت باشد. "

یک فیلم تایم لپس از این تکنیک را ببینید: