چاپ ۳ بعدی شبکه‌های عروقی با استفاده از پلیمر مایع حساس به نور

به گزارش صنایع پلاستیک، پژوهشگران “دانشگاه رایس” و “دانشگاه واشنگتن” ایالات متحده امریکا در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک ابزار برای چاپ ۳ بعدی “شبکه‌های عروقی” (vascular networks) پیچیده شدند. این ابزار مسیرهای طبیعی بدن که برای عبور خون، هوا، لَنف و سایر مایعات است را شبیه سازی و تقلید می‌کند؛ چرا که این مسیرها برای چاپ اندام‌های مصنوعی ضروری است. دراین روش چاپ ۳ بعدی شبکه‌های عروقی با استفاده از پلیمر مایع حساس به نور مورد استفاده پژوهشگران قرار گرفته است.

در طول چندین دهه، یکی از چالش‌های پژوهشگران در جایگزینی بافت‌های انسانی، یافتن راهی برای انتقال مواد مغذی و اکسیژن به بافت بوده است. بدن ما برای انجام این کار از شبکه‌های عروقی استفاده می‌کند، اما تاکنون برای پژوهشگران توسعه ابزاری که از نظر عملکرد همانند بدن عمل کند، سخت بود؛ چراکه چاپ بافتی نرم همانند شبکه‌های عروقی کار مشکلی است.

اما اکنون پس از چندین دهه پژوهشگران این طلسم را شکستند و توانستند ابزاری را توسعه دهند که می‌تواند این مشکل را حل کند. این ابزار جدید چالش‌های مذکور را با چاپ لایه‌های نازک از یک محلول مایع، “پری هیدروژل” (pre-hydrogel) حل می‌کند.

محلول مذکور هنگامی که در معرض نور آبی قرار می‌گیرد، جامد می‌شود. این امر دانشمندان را قادر به تولید ژل‌های سازگار با معماری داخلی پیچیده مشابه شبکه‌های عروقی بدن انسان می‌سازد.

محققان طی این مطالعه از روشی موسوم به “استریولیتوگرافی” (stereolithography) برای چاپ ۳ بعدی اندام‌ها و بافت‌ها استفاده نمودند.

استریولیتوگرافی یا سنگ‌چاپ سه‌بعدی یکی از روش‌های مدل‌سازی سه‌بعدی سریع است که در صنعت نمونه‌سازی سریع انقلابی به پا کرد. این صنعت در سال ۱۹۸۶ آغاز شده و هنوز نیز کاربرد دارد. در این روش از یک مایع پلیمری استفاده می‌شود که وقتی تحت تابش اشعه فرا بنفش قرار می‌گیرد، جامد می‌شود. در این روش مدل بر روی یک سکو یا زیر لایه ایجاد می‌شود.

استریولیتوگرافی (لیتوگرافی سه‌بعدی) یک روش ساخت افزایشی است که در آن با استفاده از یک محفظه حاوی پلیمر مایع حساس به نور فرا بنفش و یک لیزر فرا بنفش، ساختار مورد نظر لایه به لایه ساخته می‌شود. این پلیمر مایع تحت تابش نور فرا بنفش دچار تغییر ساختار می‌شود و از حالت مایع به حالت جامد تبدیل می‌شود.

یافته‌های این مطالعه در مجله ” Science ” منتشر شد. این موفقیت آنقدر اهمیت داشته است که تصویر روی جلد مجله Science را به خود اختصاص داده است.