Ooit kunnen artsen mogelijk kopieën van je organen 3D-printen om verschillende medicijnen te testen. Deze toekomst is nu een stapje dichterbij dankzij een nieuwe techniek die licht en geluid gebruikt om snel te 3D-printen.
Amerikaanse onderzoekers hebben een nieuwe 3D-printtechniek ontwikkeld die zachte structuren veel sneller kan bouwen dan voorheen mogelijk was. De techniek, die gebruik maakt van geluid en licht, zou op een dag ingezet kunnen worden om kopieën van menselijke organen uit iemands eigen cellen te maken. De onderzoekers presenteerden hun nieuwe printtechniek in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Trillende hars
Traditionele 3D-printers bouwen voorwerpen laag voor laag op vanaf een harde basis. Dit is een tijdrovend proces, en brengt het risico met zich mee dat geprinte objecten beschadigd raken als je ze van de basis wil afhalen. Biomedisch ingenieur David Collins van de Universiteit van Melbourne in Amerika en zijn collega’s kozen voor een andere benadering, die zij ‘dynamisch interface printen’ noemen.
‘Een AI-systeem moet kunnen zeggen: dat is geen goed idee’
Het is belangrijk dat we AI-systemen kunnen vertrouwen. AI-onderzoeker Pınar Yolum stelt dat betrouwbare AI-systemen bezwaar moeten kunnen maken tege ...
Hun nieuwe printer is in wezen een holle buis onder druk die in een bad met hars wordt neergelaten. De luchtdruk houdt een grensoppervlak in stand tussen het open uiteinde van de buis en de hars, die uithardt bij blootstelling aan licht. Door laagjes van het te printen voorwerp één voor één op dit oppervlak te projecteren, bouwt de printer een 3D-structuur op.
Luidsprekers laten dit oppervlak trillen, waardoor golven ontstaan die het uithardingsproces versnellen. Hierdoor is de printer veel sneller dan vergelijkbare 3D-printers in hars. Zo kan de printer 0,7 millimeter aan structuur printen per seconde, waar een eerder record slechts 0,14 millimeter structuur per seconde neerlegde, aldus Collins.
Zeer zacht
Tot nu toe hebben de onderzoekers voorwerpen geprint met een diameter tot 3 centimeter en een lengte tot 7 centimeter, met een nauwkeurige resolutie van 15 micrometer. ‘Deze resolutie stelt ons in staat om structuren te printen op de schaal van een enkele cel’, zegt Collins.
Omdat het geprinte voorwerp tijdens het maken in de hars zit, kan de printer volgens Collins ook moeilijke constructies aan. ‘We kunnen echt zachte, uiterst delicate structuren printen met zeer zachte materialen, die zachter zijn dan alles wat momenteel wordt gebruikt’, zegt hij. ‘De mogelijkheid om materialen te printen die de stijfheid van weefsels nabootsen, maakt deze printer een geweldige techniek om cellen en functionele weefsels te kweken.’
Ook zou je de printen kunnen gebruiken voor ‘multimateriaal’ printen, zegt Collins. Met andere woorden, je zou eerst botweefsel kunnen printen, dan pezen en dan huid.
Een van de eerste toepassingen voor de 3D-printer die het team voor ogen heeft, is de mogelijkheid om weefselmonsters van een patiënt te nemen en functionele, op maat gemaakte weefselmodellen te printen. Zo zou de printer ooit snel meerdere werkende 3D-nieren voor een patiënt kunnen printen om de werking van een reeks medicijnen te testen, aldus Collins.
