Naukowcy szukali sposobów na połączenie druku 3D z żywą tkanką, a ewentualny sukces w tym zakresie powinien przynieść wymierne korzyści. Mówi się choćby o tworzeniu implantów mózgpwych oraz różnego rodzaj wszczepach stosowanych w medycynie. Dzięki ostatnim osiągnięciom, opisanym na łamach Advanced Materials Technologies, osiągnięcie tych celów jest teraz bardziej realne niż kiedykolwiek.
Jednocześnie eksperymenty te mogą budzić nieco etycznych wątpliwości, ponieważ ich autorzy wykorzystali żywe organizmy do “zabawy we Frankensteina”. Być może jednak ostateczne korzyści sprawią, iż warto będzie złamać pewne moralne zasady. Nie o tym jednak będzie ten wpis. Skupimy się na przebiegu i rezultatach badań oraz potencjalnych zastosowaniach przytoczonej metody.
Czytaj też: Mózg bez tajemnic. Z tym implantem można na bieżąco monitorować to, co się w nim dzieje
Jak do tej pory integracja elementów powstałych dzięki drukowi 3D oraz żywych tkanek była problematyczna, choćby ze względu na fakt, iż potrzebne było wykorzystanie wysoce inwazyjnych zabiegów, a trwałość takich rozwiązań nie zawsze była zadowalająca. Pojawiały się też negatywne konsekwencje dla samych “biorców”. Tym razem członkowie zespołu postawili sobie za cel wykorzystanie laserowego druku 3D do wyhodowania elastycznych przewodów wewnątrz ciała.
Jak na razie eksperymenty dotyczyły stosunkowo niewielkich robaków, lecz przy dalszym rozwoju tej technologii w grę wchodzi nawet stosowanie jej w odniesieniu do ludzi. I to przy stosunkowo dużej ingerencji w tkankę, ponieważ główny autor badań, John Hardy z Lancaster University, przekonuje, jakoby można było drukować na głębokości nawet 10 centymetrów pod powierzchnią ludzkiej skóry.
Dzięki dokonanym postępom druk 3D mógłby zostać kiedyś wykorzystany do tworzenia różnego rodzaju implantów, również tych mózgowych
W czasie prowadzonych eksperymentów Hardy i jego współpracownicy wykorzystali drukarkę 3D Nanoscribe o wysokiej rozdzielczości. Urządzenie to wystrzeliwuje wiązkę lasera, za sprawą którego utwardzane są różne materiały wrażliwe na światło. Wszystko to, rzecz jasna, z zachowaniem wysokiej precyzji. Wykorzystany przez badaczy tusz to polimer w postaci polipirolu, cechujący się wysoką przewodnością oraz możliwy do zastosowania w celu elektrycznej stymulacji komórek u żywych zwierząt.
Pierwszy etap polegał na wydrukowaniu obwodów na polimerowym rusztowaniu, a później umieszczeniu go na kawałku tkanki mózgowej myszy utrzymywanej przy życiu w szalce Petriego. Chcąc przekonać się, czy z użyciem takiego obiektu można wywołać pożądaną reakcję komórek mózgowych myszy, naukowcy przepuścili prąd przez elastyczny obwód elektroniczny.
Czytaj też: Najmniejsza drukarka 3D na świecie jest tak mała, że aż trudno uwierzyć w jej działanie
Znacznie bardziej wymagającym etapem był ten polegający na próbie przeprowadzenia druku wewnątrz żywego zwierzęcia. Wybór padł na nicienia z gatunku Caenorhabditis elegans. Naukowcy podjęli taką decyzję ze względu na wrażliwość tego zwierzęcia na ciepło, obrażenia i wysychanie, dzięki czemu mieli idealny model do oceny potencjalnych zagrożeń.
Mieszając tusz z karmą, członkowie zespołu wprowadzili wspomniany polimer do wnętrz ciał nicieni, a następnie umieścili je pod drukarką. Jej laser został użyty do stworzenia struktur o średnicy kilku mikrometrów. Co istotne, kształty wydrukowane wewnątrz zwierząt nie miały konkretnego zastosowania, ale w mogłoby się to zmienić. Mówi się choćby o tworzeniu interfejsów mózg-maszyna, przyszłych implantów neuromodulacyjnych i systemów wirtualnej rzeczywistości.
