Биологические ткани развивались тысячелетиями, чтобы идеально выполнять свои функции. Создать искусственную замену им не так-то просто, однако американские ученые сумели напечатать комплексную пористую структуру, напоминающую биологические хрящи.
Жидкокристаллические эластомеры известны своей эластичностью и экстраординарной способностью рассеивать энергию. Из них изготавливают защитное оборудование, например, шлемы, предохраняющие от травм. Однако этими материалами трудно управлять. До сих пор большинство исследователей могли получить только либо большие объекты с минимальной детализацией, либо тщательно проработанные, но микроскопические структуры, пишет Phys.org.
Ученые из Колорадского университета в Денвере разработала густую и тягучую жидкокристаллическую смолу, которая под действием ультрафиолета формирует новые связи, то есть восстанавливается. Так были получены мягкие, прочные и податливые эластомеры, из которых были напечатаны решетчатые структуры, напоминающие хрящи.
В качестве демонстрации возможностей технологии разработчики напечатали несколько объектов, в том числе — цветок лотоса и прототип протеза для проведения хирургической операции на позвоночник. Он стал самым крупным и детальным предметом из жидкокристаллического эластомера, напечатанным на 3D-принтере.
Сочетание технологии печати и материала в 12 раз повысило быстродействие системы и в 27 раз увеличило рассеивание энергии по сравнению с изделиями, напечатанными из коммерчески доступной смолы.
«Благодаря 3D-печати с высоким разрешением мы можем в точности повторять анатомию человека. Однажды мы сможем выращивать клетки, чтобы чинить позвоночник, но пока можно сделать шаг в сторону нового поколения материалов», — заявил профессор Крис Якацки, глава научной группы.
Journal information