Прорыв в 3D-печати: новый материал поможет создавать живые органы
Ученые представили материал для 3D-печати, воспроизводящей свойства живых тканей. Его планируется использовать для печати органов, нейронных компьютеров и промышленных технологий.
Об этом сообщает РБК-Украина со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Nature Materials.
Как это работает?
Новый материал получил название JIBEs (Jammed Interconnected Bilayer Emulsions). Ученые заявили, что он работает как избирательно проницаемая мембрана, имитируя клеточную структуру человеческого организма.
Для преодоления проблем со скоростью и масштабированием ученые применили обычное смешивание и центрифугирование:
- Два масла с разной растворимостью смешивают для образования микроскопических капель воды.
- Посредством центрифуги миллиарды капель плотно сжимаются между собой.
- Капли соединяются тонкими мембранами, образуя плотную сеть.
Процесс создания больших объемов материала занимает всего несколько минут. Каждая капля остается покрытой ультратонкой оболочкой, точно воспроизводящей объединение живых клеток во внутренних органах.
Ткань, напечатанная на 3D-принтере, имитирует способность человеческой ткани сортировать и фильтровать, пропуская одни молекулы и задерживая другие (фото: Техасский университет в Остине)
Применение в медицине, экологии и компьютерах
Гибкая биосовместимая структура материала позволяет использовать его в нескольких различных областях.
В медицине и мягкой робототехнике JIBEs применяется для выращивания имплантатов человеческих органов, а также для создания безопасных хирургических или спасательных роботов.
Встраивание специальных белков позволяет материалу проводить ионные токи, что открывает путь к созданию нейронных компьютеров, имитирующих работу человеческого мозга.
Специальные модификации материала способны выборочно фильтровать вещества: извлекать литий и редкоземельные элементы, а также очищать промышленные сточные воды от аммония.
Доступность и патентование
Производственный процесс не нуждается в стерильных лабораториях или дорогостоящем лазерном оборудовании. Ученые уверены: технологию можно реализовать в любой лаборатории с базовым оборудованием.
Исследователи Аида Фика и Маниш Кумар уже запатентовали эту методику. Работа по созданию технологий добычи лития ведется в сотрудничестве с Агентством передовых исследовательских проектов в сфере энергетики Министерства энергетики США (ARPA-E).