חוקרים מאוניברסיטת טקסס באוסטין הציגו שיטת הדפסה חדשנית שמסוגלת ליצור דגמים מציאותיים במיוחד של איברים אנושיים, ובהם יד אנושית שלמה, תוך שימוש בחומר גלם יחיד וזול. הטכנולוגיה, שפורסמה לאחרונה בכתב העת המדעי Science, צפויה להוות אלטרנטיבה יעילה וזולה לגופות המשמשות בהוראת אנטומיה בבתי הספר לרפואה.
הטכנולוגיה החדשה, המכונה CRAFT - קיצור של Crystallinity Regulation in Additive Fabrication of Thermoplastics – מבוססת על שליטה מדויקת בעוצמת האור המוקרן במהלך ההדפסה. החוקרים השתמשו בשרף נוזלי בשם cyclooctene, והקרינו עליו דפוסים משתנים של אור באמצעות מדפסת תלת־ממד רגילה. שינוי בעוצמת האור יוצר רמות שונות של סידור מולקולרי, וכך ניתן לשלוט בקשיחות או בגמישות של החומר בתוך אותו הדפס.
לדברי פרופ’ זאק פייג’, מהפקולטה לכימיה באוניברסיטת טקסס ואחד ממחברי המאמר, "באמצעות שליטה בסדר המולקולרי במרחב תלת־ממדי, אפשר לשנות לחלוטין את התכונות המכאניות והאופטיות של החומר. כל זאת מתוך חומר בסיסי אחד וזול, רק על ידי שינוי בעוצמת האור. הפשטות שבשיטה הזו היא הדבר שמלהיב אותנו באמת."
בעוצמות אור גבוהות מתקבלים אזורים קשיחים הדומים לעצמות, בעוד שעוצמות נמוכות יוצרות אזורים גמישים המזכירים רקמות רכות. הודות לכך ניתן להדפיס איברים מורכבים המדמים נאמנה את מבנה הגוף, ובניגוד לשיטות הקודמות – ללא צורך בשילוב כמה חומרים שנוטים להתנתק זה מזה.
אחת היישומים המרכזיים של הטכנולוגיה היא בתחום ההכשרה הרפואית. דגמים אנטומיים מודפסים קיימים עד כה לא הצליחו להחליף את הגופות האמיתיות בשל הצורך במגוון חומרים יקרים ובמדפסות מורכבות, אך CRAFT מאפשרת לייצר הדפסה אחידה שמדמה במדויק את המרקמים השונים של גוף האדם. החוקרים אף הדגימו את יכולתה של השיטה בכך שהדפיסו יד אנושית בעלת אזורים מובחנים של עור, שרירים, גידים ועצמות - כולם מחומר יחיד.
יתרון נוסף של CRAFT הוא המחיר. לפי החוקרים, ניתן להשתמש במדפסות DLP או LCD המיועדות להקרנה אפורה מדורגת, שנמכרות בפחות מ־1,000 דולר. בכך הופכת הטכנולוגיה לנגישה לכל מעבדה או מוסד אקדמי המעוניין ליישם אותה.
הפיתוח, שעשוי לשמש גם לייצור חומרים ביולוגיים מתקדמים כמו קסדות ושריונות עם מבנים פנימיים בולמי זעזועים, הובל על ידי אלכס קומיסו וסמואל לגיזמון מהמכונים הלאומיים סנדיה (Sandia National Laboratories), ובמימון משרד האנרגיה של ארצות הברית, הקרן הלאומית למדע וקרן רוברט א. וולש.
0 תגובות