Jak mały może być wydruk 3D? Na to pytanie próbowaliśmy odpowiedzieć przy okazji opisywanej technologii druku przestrzennego w skali nano, czyli polimeryzacji dwufazowej (2PP). Z biegiem czasu pojawiały się nowe materiały i aplikacje, jednak naukowcy nie spoczywali na laurach i nieustannie szukali nowych ścieżek rozwoju podobnych metod wytwarzania. Efektem są opublikowane niedawno efekty pracy naukowców ETH Zurich, którym udało się wydrukować przestrzennie najmniejszy na świecie stent.
Aby zobrazować skalę osiągnięcia należy dodać, że mikrostent charakteryzuje się wymiarami 0,5 mm (długość) x 0,05 mm (szerokość) – osiągnięty rozmiar jest czterdziestokrotnie mniejszy w porównaniu do standardowych rozwiązań. Komu przyda się aż tak małe rozwiązanie? W niedalekiej przyszłości mikrostenty mogą znaleźć zastosowanie w przypadku zabiegów (m.in. poszerzania przewodów moczowych płodów), wykonywanych jeszcze w macicy matki.
Zwężenie cewki moczowej to schorzenie, które często dotyka dzieci w wczesnej fazie rozwoju – chirurdzy muszą przeprowadzić precyzyjną operację usunięcia zwężonego fragmentu cewki i zszyć otwarte końce przewodu moczowego. Wprowadzenie rozszerzającego się mikrostentu jest metodą bezpieczniejszą, nie narażającą życia płodu jak i matki, jednak do tej pory stworzeniu stentu tak niewielkich rozmiarów standardowymi metodami było niemożliwe.
Lekarze we współpracy z naukowcami ETH Zurich opracowali nową metodę, która pozwala na wytwarzanie bardzo szczegółowych struktur, których średnica, jak twierdzą, może być mniejsza niż 100 mikrometrów. Proces stworzenia stentu polega ona na druku 3D negatywu (formy), który następnie wypełniany jest polimerem z pamięcią kształtu a całość utwardzana jest światłem UV. Potem forma ulega rozpuszczeniu i otrzymywany jest gotowy mikrostent.
Metodę ta została nazwana pośrednią metodą druku 4D i może służyć do tworzenia różnego rodzaju przestrzennych struktur, zmieniających się w czasie. W ramach eksperymentu określającego możliwości technologii wydrukowane zostały m.in. hydrożelowe helisy wzbogacone magnetycznymi nanocząstkami, przez co mają zdolność poruszania się w określonym polu magnetycznym.
Do wykonania mikrostentu wykorzystano materiały polimerowe z pamięcią kształtu, które pozwalają na przekroczenie granicy pomiędzy drukiem 3D a 4D. Nawet jeżeli struktura jest zdeformowana, ma zakodowany swój pierwotny kształt i powraca do tego kształtu po ogrzaniu, co pozycjonuje tworzywo jako świetny materiał do leczenia zwężeń cewki moczowej.
Jak na razie prace nad mikrostentami są jeszcze na wczesnym etapie rozwoju – przed nimi jeszcze długa ścieżka, w którą wpisują się m.in. testy na organizmach zwierzęcych oraz badania kliniczne. Wstępne wyniki są jednak obiecujące i mogą w stosunkowo niedługim czasie doprowadzić do zrewolucjonizowania metody wykonywania operacji prenatalnych.
Źródło: 3dprintingmedia.network
