Ученые разработали новые биочернила для 3D-печати на основе морских водорослей и полимеров

Разработчики говорят, что новый материал обладает рядом преимуществ перед однокомпонентными гелевыми системами, среди которых – высокое разрешение печати и возможность производить улучшенные клеточные конструкции.

Плюроники – это полимеры, разработанные в BASF, которые часто применяются в сочетании с другими веществами, например, для уплотнения молекул. В этом исследовании ученые выбрали плюроник из-за его способности формировать гель при нагревании для подачи материала. BASF также работает над созданием материалов для 3D-принтера HP Multi Jet Fusion.

Исследователям из Бристольского университета удалось напечатать конструкцию из смеси плюроника и альгиновый кислоты – затем они наблюдали, как плюроник растворился. Исследователи говорят, что при введении клеточных нутриентов синтетический полимер удалился из напечатанной на 3D-принтере конструкции, оставляя только стволовые клетки и натуральный полимер из морских водорослей. Таким образом, в конструкции образовались микроскопические поры, благодаря которым клетки получили лучший доступ к питательным веществам.

Альгиновая кислота часто используется в биоинженерии, в частности, благодаря своему свойству повышать вязкость водных растворов при добавлении в воду – это особенно важно для подачи материала при 3D-печати. Помимо этого альгиновая кислота может превращаться в гель без воздействия тепла.

Ранее в Университете Флориды группа исследователей совместила альгиновую кислоту с протеинами шелка и сумела напечатать на 3D-принтере вены. Другие чернила, созданные в Гарвардском университете, состоят из пластика и глюкозы. В конечном итоге, эти смеси призваны стать материалом для конструкций, которые смогут заменить живые ткани и органы для исследований и пересадки.

Команда из Бристольского университета использовала 3D-принтер MendelMax 2.0 RepRap с модифицированной печатной головкой. С помощью этого устройства ученые изготовили в натуральный размер ухо, нос и полые квадраты, имитирующие хрящи и кости. Спустя пять недель все конструкции сохраняли свою форму – а значит, они подходят для дальнейших исследований.