Dynamiczny wzrost zainteresowania technologiami addytywnymi w kontekście zastosowań medycznych wymaga od producentów urządzeń i materiałów do druku 3D wdrażania coraz to nowszych produktów. W przypadku wydruków 3D, które przewidziane są do kontaktu z organizmem wymagane są tworzywa o szczególnych, biokompatybilnych właściwościach. Copper3D, południowoamerykański producent materiałów do druku 3D poszedł o krok dalej tworząc linię filamentów, które dodatkowo cechują się właściwościami antybakteryjnymi.
Wcześniej co prawda pisaliśmy już o antybakteryjnych materiałach do druku 3D, jednak ich nietypowe właściwości wynikały z ich struktury uniemożliwiającej budowanie biofilmu bakteryjnego na powierzchni wydruku. W przypadku nowej linii filamentów bakteriobójcze własności osiągnięte zostały przez dodatek nanocząstek miedzi, które według przeprowadzonych badań znacznie ograniczają wzrost kolonii bakteryjnych.
Jak przyznają specjaliści z Copper3D inspiracją do stworzenia linii antybakteryjnych filamentów była chęć rozszerzenia dotychczasowej gamy materiałów, przeznaczonych do kontaktu z skórą. Według danych statystycznych blisko 40% pacjentów po amputacji kończyn zmaga się z powikłaniami skórnymi spowodowanymi użyciem protez – ten sam problem dotyka również użytkowników stabilizatorów i ortez.
Niewłaściwie zabezpieczona skóra może zostać podrażniona, a wyeksponowana na ciągły kontakt z elementami mechanicznymi (jak np. drukowane 3D ortezy) będzie wyjątkowo podatna na infekcje czy zakażenia bakteryjne. Copper3D tworząc nową linię filamentów skupił się na ograniczeniu tendencji tworzenia biofilmu bakteryjnego w miejscach kontaktu z skórą pacjenta poprzez wzbogacenie filamentu m.in o nanocząstki miedzi.
W ofercie firmy dostępne są obecnie dwa typy filamentów:
- PLACTIVE – gdzie materiałem bazowym jest PLA, które wykazuje również właściwości biokompatybilne. Filament dostępny jest do kupienia w trzech wariantach stężenia substancji aktywnej – 1, 2 oraz 3 % (przy czym stężenie 3% zapewnia maksymalne działanie antybakteryjne w ciągu 6 godzin, a 1% – w przeciągu 18-24 godzin). Po upływie jednej doby wszystkie materiały, bez względu na stężenie osiągają optymalne działanie przeciwbakteryjne;
- NanoClean – bazujące na tworzywie PET-G, dostępne w dwóch wariantach stężenia środka czynnego -2 i 3 %.
Jak możemy przeczytać na stronie producenta właściwości mechaniczne wszystkich filamentów z ich oferty zależą od materiału użytego w charakterze bazy. Za sprawą certyfikacji ISO i ROHS mogą być wykorzystywane w kontakcie ze skórą – sprzedawane w trzech wariantach wagowych (0,5, 1, 3 kg).
W jednostkach badawczych na całym świecie prowadzone są badania dotyczące właściwości filamentu – m.in. w Uniwersytecie Nebraska, gdzie z materiału wykonywane są elementy protez palców dla weteranów wojennych. Jak twierdzą producenci dodatek nanocząstek miedzi w odpowiednim stężeniu jest zabójczy dla bakterii i bezpieczny dla pacjentów.
Warto jednak pamiętać, że niewielki rozmiar nanocząstek miedzi pozwala im z łatwością pokonywać m.in. barierę krew mózg i prowadzić do uszkadzania komórek układu nerwowego. Pierwiastki chemiczne w skali nano zazwyczaj wyróżniają całkiem inne właściwości niż ich makro odpowiedniki – mimo intensywnych badań trudno przewidzieć ich wpływ na strukturę na pojedynczych komórek. Trwające obecnie badania kliniczne z pewnością niebawem naświetlą skutki uboczne jakie idą w parze z właściwościami antybakteryjnymi nanocząstek miedzi.
Źródło: 3dprintingmedia.network, copper3d.com
