Новости химической науки > Гидрогель как подложка для трехмерной печати

Исследователи из Университета Флориды в Гейнсвилле разработали гидрогелевую матрицу, которая может выступать в качестве твердой подложки для объектов, получаемых методом трехмерной печати, при этом гель сохранял жидкую консистенцию.

Исследователи из группы Тапомой Баттачарджи (Tapomoy Bhattacharjee) и Томаса Ангелини (Thomas E. Angelini) изготовили методом трехмерной печати большое количество архитектур из частично упорядоченных структур – полимеров и даже живых клеток, которые, находясь в гидрогеле и вне его, сохраняют свою форму. Разработанный гидрогель увеличивает возможности применения трехмерных принтеров для создания функциональных структур, включая живые ткани.

Исследователи сконструировали этих псевдоживых медуз, просто печатая на гранулярном гидрогеле. «Диаметр» шапочек медуз составляет около 2 см. (Рисунок из Sci. Adv. 2015, DOI: 10.1126/sciadv.1500655)

Разработанный гель содержит микроскопические частицы, полученные из сополимера полиаспарагиновой кислоты и полиэтиленгликоля, однако масса сополимера составляет всего лишь 1% от массы гидрогелевой матрицы – остальное главным образом приходится на воду.

Сопло устройства для трехмерной печати может проскользнуть в гидрогель из-за его жидкой консистенции, однако частицы полимера достаточно велики и достаточно устойчивы для того, чтобы удержать отпечатанный образец на месте. По словам одного из исследователей, ситуация похожа на ту, когда объект, погруженный в жидкость, не может ни всплыть, ни утонуть.

Как говорит Дженнифер Льюис (Jennifer A. Lewis) из Гарварда, также разрабатывающая новые материалы, которые можно было бы использовать в качестве подложки для получения трехмерных структур, но не принимавшая участие в исследовании, ее коллеги проделали хорошую работу, и одно из преимуществ нового материала в том, что содержащий гранулы гидрогель возвращается к исходной форме вскоре после того, как сопло принтера проходит сквозь него.

По словам Ангелини, растущая группа исследователей и инженеров конденсированных сред из Университета Флориды в настоящее время пополняется все новыми и новыми студентами, и в настоящее время занята печатью точных трехмерных полимерных моделей мозга, которые, как планируется, будут использоваться хирургами для тренировок перед операциями по удалению опухолей мозга.

Источник: Sci. Adv. 2015, DOI: 10.1126/sciadv.1500655

метки статьи: #коллоидная химия, #химия полимеров