Naukowcy z Heidelberga opracowali technologię, która pozwala na tworzenie obiektów w 3D za pomocą ultradźwięków. To niezwykłe odkrycie może znaleźć zastosowanie w bioinżynierii!
Ograniczenia druku 3D i potencjał fal dźwiękowych
Drukowanie w technologii 3D jest sporym osiągnięciem i narzędziem znajdującym szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach. Mimo to, bywają sytuacje, gdzie taka technologia jest niewystarczająca przez powolne drukowanie warstwa po warstwie. Co więcej, druk 3D jest ograniczony w przypadku tworzenia mniejszych elementów, które wymagają precyzji i dokładności.
Dlatego też niemieccy naukowcy zaczęli poszukiwać metod, dzięki którym możliwe będzie wytwarzanie wręcz mikroskopijnych elementów i to ze sporą dokładnością. Okazało się, że fale dźwiękowe, a dokładniej ultradźwięki, mogą grać tutaj pierwsze skrzypce. Jak to możliwe, że przedmioty mogą być wytwarzane za pomocą fal?
(źródło: IDW Kai Melde, MPI ds. badań medycznych)
Ultradźwięki połączą komórki w tkanki
Jak wykazały badania, fale ultradźwiękowe o wysokiej częstotliwości, której ludzkie ucho nie jest w stanie usłyszeć, może powodować przesunięcia o wartościach mniejszych niż jeden milimetr. Fale dźwiękowe mogą być zatem stosowane jako instrument badacza, służący do przesuwania małych obiektów, nawet tak niewielkich, jak komórki biologiczne.
Zespół naukowców opracował technologię formowania ultradźwięków, na co pozwoliły im tworzone hologramy akustyczne. Badania wykazały, że pola dźwiękowe tworzone w oparciu o hologramy mogą służyć do łączenia materiałów.
„Udało nam się złożyć mikrocząstki w trójwymiarowy obiekt w jednym ujęciu za pomocą ultradźwięków kształtowych.”
Kai Melde, doktor habilitowany, pierwszy autor badania
Poszerzenie badań pozwoliło także na wychwytywanie swobodnych komórek i cząstek, które unosiły się w wodzie, a także na połączenie ich w jeden, wspólny, trójwymiarowy obiekt. Opracowana metoda znajduje zastosowanie zarówno do szklanych czy hydrożelowych kulek, a także komórek biologicznych, co jest kolejnym krokiem dla rozwoju bioinżynierii.
Jak twierdzą autorzy pomysłu, technologia ta, oparta o fale dźwiękowe i algorytm tworzący hologramy oraz jego pola, pozwoli na sklejanie ze sobą kultur komórek, ale i całych tkanek w trójwymiarze.
