3D Baskı Yöntemindeki Yenilik;Vücut İçin Küçük Tıbbi Cihazların Oluşturulmasına Hızlı Bir Başlangıç



NIST ( National Institute of Standards and Technology) araştırmacıları, 3D baskı jelleri ve diğer yumuşak malzemeler için yeni bir yöntem geliştirdiler. Yeni bir makalede yayınlanan araştırmaya göre, jeller nanometre ölçeğinde hassasiyetle karmaşık yapılar oluşturma potansiyeline sahiptirler. Pek çok jel canlı hücrelerle uyumlu olduğundan, yeni yöntem, ilaç dağıtım sistemleri veya insan vücuduna yerleştirilebilen esnek elektrotlar gibi yumuşak küçük tıbbi cihazların üretimini hızlı bir şekilde başlatabilir.



NIST araştırmacılarından biri olan Andrei Kolmakov, jelden yapılmış bir nesneyi üretmek için, standart 3D basım süreçlerinin aksine, 3D yazıcı kullanmanın "biraz daha hassas bir pişirme süreci" olduğunu söyledi. Standart süreçte 3D yazıcı haznesi suda çözünebilen uzun zincirli polimerler ile doldurulur. Daha sonra ışığa duyarlı özel moleküller eklenerek çeşitlendirilir. 3D yazıcıdan gelen ışık bu özel molekülleri harekete geçirdiğinde, polimer zincirlerini birbirine dikerek kabarık ağ benzeri bir yapı oluşturur. Bu yapı iskelesi su ile çevrilidir ve buna da jel denir.



Tipik olarak, modern 3D jel yazıcılar, jel iskelet oluşumunu başlatmak için ultraviyole veya görünür lazer ışığı kullanmıştır. Bununla birlikte, Kolmakov ve meslektaşları, elektron ışınları veya X ışınları kullanarak jel üretmek için dikkatlerini farklı bir 3D baskı tekniğine odakladılar. Bu tür radyasyonların ultraviyole ve görünür ışıktan daha yüksek bir enerjisi veya daha kısa dalga boyu olması nedeniyle, bu ışınlar daha sıkı odaklanabilir ve bu nedenle daha ince yapısal ayrıntılara sahip jeller üretebilirler. Bu ayrıntılı oluşum, doku mühendisliği ve diğer birçok tıbbi ve biyolojik uygulama için tam olarak ihtiyaç duyulan şeydir. Elektronlar ve X ışınları ikinci bir avantaj sunar: Jel oluşumunu başlatmak için özel bir molekül setine ihtiyaç duymazlar.


Ancak şu anda, bu sıkı odaklanmış, kısa dalga boylu radyasyonun kaynakları - taramalı elektron mikroskopları ve X-ışını mikroskopları - yalnızca havası vakumlanmış ortamlarda çalışabilir. Bu bir problemdir, çünkü bir vakumda her bölmedeki sıvı jel oluşturmak yerine buharlaşır.


Kolmakov ve meslektaşları bu sorunu çözdüler ve vakum ile sıvı haznesi arasına ince bir silikon nitrür tabakası olan ultra ince bir bariyer yerleştirerek sıvılarda 3D jel baskıyı oluşturdular. İnce tabaka sıvının buharlaşmasını önler aynı zamanda X-ışınlarının ve elektronların sıvıya girmesine izin verir. Yöntem, ekibin, insan saçından yaklaşık 1.000 kat daha ince olan 100 nanometre (nm) kadar küçük yapılara sahip jeller oluşturmak için 3D baskı yaklaşımını kullanmasını sağladı. Araştırmacılar, yöntemlerini geliştirerek, küçük bir virüsün boyutu olan 50 nm kadar küçük jeller üzerine yapılar basmayı umuyorlar.


Bu yaklaşımla yapılan bazı gelecekteki yapılar, beyin aktivitesini izlemek için esnek enjekte edilebilir elektrotları, virüs tespiti için biyosensörleri, yumuşak mikro robotları ve canlı hücreleri taklit edip onlarla etkileşime girebilen ve büyümeleri için bir ortam sağlayan yapıları içerebilir.


Orijinal habere buradan ulaşabilirsiniz.