Slnečnicový peľ môže vytvoriť lepší a pevnejší atrament pre 3D biotlač
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 8. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pokiaľ ide o 3D biotlač náhradných častí tela alebo iných implantovaných predmetov, použitý materiál musí byť pevný, ale aj flexibilný a biologicky kompatibilný. Podľa nového výskumu môže byť peľ slnečnice úspešnou cestou k lepšiemu a silnejšiemu biologickému atramentu.
V novej štúdii vedci na singapurskej Technologickej univerzite Nanyang začali inkubáciou peľu slnečnice v alkalickom roztoku po dobu šiestich hodín. Tento proces konvertoval tvrdé peľové zrná na mäkšie, ale stále húževnaté, častice mikrogélu. Tieto častice sa potom primiešali do existujúceho hydrogélu, ako je napríklad alginát alebo kyselina hyalurónová, čím sa zvýšila pevnosť tohto gélu.
Aby bolo možné testovať výsledný hybridný „biologický atrament“, vedci ho použili pri 3D tlači päťvrstvového implantovateľného biolešenia, čo je trojrozmerná štruktúra slúžiaca na obnovu tkaniva v tele. Štruktúra dokázala stáť sama o sebe, na rozdiel od predmetov vyrobených z niektorých iných bio-atramentov, ktoré sú príliš mäkké a musia tak byť potlačené podpornými štruktúrami, ktoré sú následne odstránené a zlikvidované. Čo pridáva na čase 3D tlače a vzniká odpadový materiál.
Ďalej bol do biolešenia pridaný kolagén, aby sa poskytli kotviace body pre bunky ľudského tkaniva, ktoré boli naočkované do tejto štruktúry. Tím zistil, že biologické lešenie bolo účinné pri uchovávaní týchto buniek na 96 až 97 percent. Bunky tak mohli pokračovať v reprodukcii a tvorbe nového biologického tkaniva. Vedci tvrdia, že takáto účinnosť je podobná účinnosti platforiem 3D bunkových kultúr vyrobených z koloidných kryštálových hydrogélov, ktorých výstavba vyžaduje podstatne viac času a úsilia.
Navyše, na rozdiel od niektorých iných prísad zvyšujúcich pevnosť, ako sú vlákna, častice peľového mikrogélu neupchali trysku 3D tlačiarne. Ba čo viac, pretože častice sú duté, je možné ich použiť aj ako nosič liečiv na prepravu v tele a pri rozpúšťaní sa budú lieky postupne uvoľňovať. Častice by sa mohli dokonca upraviť tak, aby sa rozpustili v určitom čase alebo na inom mieste v tele, ak sa do nich zavedie kyselina.
Tím tvrdí, že vyladením mechanických vlastností slnečnicového peľu bol vyvinutý hybridný biologický atrament na báze peľu, ktorý je možné použiť na tlač štruktúr s dobrou štrukturálnou integritou. Proces výroby atramentu na báze peľu je pritom udržateľný a cenovo dostupný. Vzhľadom na to, že existuje množstvo druhov peľu s rozdielnymi veľkosťami, tvarmi a povrchovými vlastnosťami, suspenzie peľu a mikrogélu by potenciálne mohli byť použité na vytvorenie novej triedy ekologických materiálov pre 3D biotlač.
Výskum je popísaný v príspevku, ktorý bol nedávno publikovaný v magazíne Advanced Functional Materials.
