Pijnlijke injectienaalden zijn in de toekomst misschien niet meer nodig om injecties te geven, drugs injecteren en bloedmonsters nemen.

Met 4D-printen, De ingenieurs van Rutgers hebben minuscule naalden gemaakt die parasieten nabootsen die zich hechten aan weefsels en injectienaalden zouden kunnen vervangen, volgens een studie in het tijdschrift Geavanceerde functionele materialen .

Terwijl 3D-printen objecten laag voor laag bouwt, 4-D gaat verder met slimme materialen die zijn geprogrammeerd om na het printen van vorm te veranderen. Tijd is de vierde dimensie waarmee materialen kunnen veranderen in nieuwe vormen.

"We denken dat onze 4-D-geprinte micronaald-array robuuster en langduriger gebruik van minimaal invasieve, pijnloze en gebruiksvriendelijke micronaalden voor het toedienen van medicijnen, helende wonden, biosensing en andere toepassingen van zacht weefsel, " zei senior auteur Howon Lee, een assistent-professor bij de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de School of Engineering aan de Rutgers University-New Brunswick.

Injectienaalden worden veel gebruikt in ziekenhuizen en laboratoria om bloed af te nemen en medicijnen te injecteren, veroorzaakt pijn, littekens op de huid en vormt een infectierisico. Mensen met diabetes nemen vaak meerdere keren per dag bloedmonsters met naalden om de bloedsuikerspiegel te controleren.

Micronaalden (geminiaturiseerde naalden) krijgen aandacht omdat ze kort, dun en minimaal invasief, verminderen pijn en het risico op infectie en zijn gemakkelijk te gebruiken. Maar hun zwakke hechting aan weefsels is een grote uitdaging voor gecontroleerde medicijnafgifte op de lange termijn of voor biosensing, waarbij een apparaat wordt gebruikt om DNA te detecteren, enzymen, antistoffen en andere gezondheidsindicatoren.

In de natuur, sommige insecten en andere organismen hebben microscopische kenmerken ontwikkeld die zich aan weefsel hechten, zoals de microhaken van parasieten, prikkeldraad van honingbijen en geschubde stekels van stekelvarkens. Geïnspireerd door deze voorbeelden, De ingenieurs van Rutgers ontwikkelden een micronaald die bij het inbrengen in het weefsel klikt. hechting verbeteren. Ze combineerden een micro-3D-printtechniek en een 4-D-printbenadering om naar achteren gerichte weerhaken op een micronaald te maken.

Met behulp van kippenspierweefsel als model, de onderzoekers toonden aan dat de weefselhechting met hun micronaald 18 keer sterker is dan met een weerhaakloze micronaald. Hun creatie presteert beter dan eerder gerapporteerde voorbeelden, wat resulteert in een stabielere en robuustere medicijnafgifte, verzameling van bio-vloeistoffen en biosensing, zegt de studie.