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Crédito: Universidade de Birmingham
Uma nova forma de imprimir materiais macios em 3D, como géis e colágenos, oferece um grande avanço na fabricação de implantes médicos artificiais.
Desenvolvido por pesquisadores do Universidade de Birminghama técnica poderia ser usada para imprimir biomateriais macios que poderiam ser usados para reparar defeitos no corpo.
A impressão de materiais macios usando manufatura aditiva tem sido um grande desafio para os cientistas porque, se não forem suportados, eles cederão e perderão a forma. A nova técnica, chamada Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM), usa um hidrogel à base de polímero no qual as partículas foram manipuladas para criar um gel autocurativo. Líquidos ou géis podem ser injetados diretamente neste meio e construídos em camadas para criar uma forma 3D.
O método oferece uma alternativa às técnicas existentes que utilizam géis que foram picados para formar um banho de lama no qual o material impresso é injetado. Chamados de incorporação reversível de forma livre de hidrogéis suspensos (FRESH), eles oferecem muitas vantagens, mas os atritos dentro do meio do gel podem distorcer a impressão.
Em um estudar publicado em Materiais Funcionais Avançados, uma equipe liderada pelo professor Liam Grover, da Escola de Engenharia Química, mostra como as partículas do gel que desenvolveram podem ser cisalhadas ou torcidas para que se separem, mas ainda retêm alguma conexão entre elas. Essa interação cria o efeito de autocura, permitindo que o gel suporte o material impresso para que os objetos possam ser construídos com detalhes precisos, sem vazamentos ou flacidez.
“O hidrogel que projetamos tem algumas propriedades realmente intrigantes que nos permitem imprimir materiais macios com detalhes muito finos”, explica o professor Grover. “Tem um enorme potencial para a produção de biomateriais de substituição, como válvulas cardíacas ou vasos sanguíneos, ou para a produção de tampões biocompatíveis, que podem ser usados para tratar danos nos ossos e cartilagens.”
SLAM também pode ser usado para criar objetos feitos de dois ou mais materiais diferentes, portanto, pode ser usado para fazer tipos de tecidos moles ainda mais complexos, ou dispositivos de administração de medicamentos, onde são necessárias diferentes taxas de liberação.
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A Universidade de Birmingham está classificada entre as 100 melhores instituições do mundo. Seu trabalho traz pessoas de todo o mundo para Birmingham, incluindo pesquisadores, professores e mais de 6.500 estudantes internacionais de mais de 150 países.
Referência: “Fabricação de estruturas complexas de hidrogel usando fabricação de aditivos de camada suspensa (SLAM)” por Jessica J. Senior, Megan E. Cooke, Liam M. Grover e Alan M. Smith, 27 de setembro de 2019, Materiais Funcionais Avançados.
DOI: 10.1002/adfm.201904845