Un team di scienziati tedeschi sta sviluppando un metodo di stampa 3D senza contatto che rivoluzionerebbe i concetti in questo settore. A differenza dei metodi tradizionali che elaborano materiali polimerici utilizzando la luce o il calore per modellarli, il nuovo concetto potrebbe modellare tessuti viventi per applicazioni mediche. I ricercatori hanno emesso ologrammi a ultrasuoni che, attraverso la pressione acustica, consentono di spostare e assemblare diversi materiali organici per formare oggetti tridimensionali.
Ologramma ultrasonico
Gli scienziati si sono resi conto che le onde sonore sono perfettamente in grado di influenzare la materia e spostarla se applicate alla frequenza corretta. Inoltre, non sono molto dannosi per le cellule, rispetto ad altri metodi fisici o chimici invasivi e stressanti, quando l’obiettivo è stampare tessuti viventi in 3D.
Gli autori hanno combinato più campi olografici che guidano l’assemblaggio senza contatto di microparticelle solide, sfere di idrogel e cellule biologiche. Gli ologrammi sono generati da potenti algoritmi informatici che digitalizzano l’oggetto reale in tre dimensioni.
Così sono riusciti ad assemblare piccole microsfere di idrogel in forme complesse e persino gruppi di cellule biologiche immerse in un liquido con sostanze nutritive per mantenerle in vita.
L’ologramma a ultrasuoni ha generato la parte in una volta sola senza la necessità di depositare strati successivi, come nella tradizionale stampa 3D.Applicazioni in microchirurgia
L’apparato sviluppato consente di stampare oggetti relativamente piccoli, circa 20 mm di lunghezza per 10 mm di diametro, ma il sistema è scalabile. Tuttavia, le dimensioni ottenute potrebbero già avere applicazioni mediche in microchirurgia.
“Questo può sembrare piccolo, non più grande di una delle falangi del tuo mignolo, ma è davvero straordinario. Potrebbe essere il primo passo verso un futuro in cui possiamo biostampare organi in sicurezza, uno di quei sogni che non si sentono irraggiungibili“, sottolinea Kai Melde, del Max Planck Institute for Experimental Medicine (Germania) e leader della ricerca.
“Gli ultrasuoni sono delicati sulle cellule e non tossici, e l’assemblaggio remoto e senza contatto aiuta a mantenere le cose sterili e le cellule felici“, ha detto Melde. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Science Advances. [Photo: Wolfram Scheible/© Max Planck Society]