Een nieuwe manier van 3D-printen van zachte materialen zoals gels en collagenen biedt een grote stap voorwaarts in de productie van kunstmatige medische implantaten.

Ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Birmingham, de techniek zou kunnen worden gebruikt om zachte biomaterialen te printen die kunnen worden gebruikt om defecten in het lichaam te herstellen.

Het printen van zachte materialen met behulp van additive manufacturing was een grote uitdaging voor wetenschappers, want als ze niet worden ondersteund, ze verzakken en verliezen hun vorm. De nieuwe techniek, genaamd Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM), maakt gebruik van een op polymeer gebaseerde hydrogel waarin de deeltjes zijn gemanipuleerd om een ​​zelfherstellende gel te creëren. Vloeistoffen of gels kunnen direct in dit medium worden geïnjecteerd en in lagen worden opgebouwd om een ​​3D-vorm te creëren.

De methode biedt een alternatief voor bestaande technieken waarbij gels worden gebruikt die zijn fijngemaakt tot een slurrybad waarin het bedrukte materiaal wordt geïnjecteerd. Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) genoemd, deze bieden veel voordelen, maar wrijvingen in het gelmedium kunnen de bedrukking vervormen.

In een studie gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen , een team onder leiding van professor Liam Grover, aan de School voor Chemische Technologie, laten zien hoe deeltjes in de gel die ze hebben ontwikkeld, kunnen worden afgeschoven, of gedraaid zodat ze uit elkaar gaan, maar toch een zekere verbinding tussen hen behouden. Deze interactie creëert het zelfhelende effect, waardoor de gel het bedrukte materiaal kan ondersteunen, zodat objecten met precieze details kunnen worden gebouwd, zonder lekken of verzakken.

"De hydrogel die we hebben ontworpen heeft een aantal zeer intrigerende eigenschappen die ons in staat stellen om zachte materialen tot in de kleinste details te printen, " legt professor Grover uit. "Het heeft een enorm potentieel voor het maken van vervangende biomaterialen zoals hartkleppen of bloedvaten, of voor de productie van biocompatibele pluggen, dat kan worden gebruikt om bot- en kraakbeenschade te behandelen."

SLAM kan ook worden gebruikt om objecten te maken die zijn gemaakt van twee of meer verschillende materialen, zodat ze kunnen worden gebruikt om nog complexere soorten zacht weefsel te maken, of apparaten voor het afleveren van medicijnen, waar verschillende afgiftesnelheden vereist zijn.