Дослідники розробили технологію друку тривимірних наноструктур з різних матеріалів і живих клітин за допомогою акустичних полів.
Інженери з Інституту медичних досліджень Макса Планка та Гейдельберзького університету показали, як за допомогою акустичних хвиль можна збирати матеріали в тривимірні конструкції. Метод підійде для друку твердих об’єктів, предметів з гідрогелю і біологічних клітин.
Традиційний 3D-друк створює об’єкти шар за шаром. Такий підхід вимагає відносно великої кількості часу і підходить не для всіх предметів і матеріалів. У дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, інженери використовували ультразвук, щоб зібрати складні тривимірні об’єкти з компонентів за один «удар».
Принцип роботи технології. Зображення: Kai Melde et al., Science Advances
Дослідники керували ультразвуком за допомогою акустичних голограм — 3D-друкованих пластин, які призначені для кодування певного звукового поля. Налаштовуючи кілька полів заданим чином, вони вловлювали частинки і клітини, вільно плаваючі у воді, і збирали їх в потрібну форму.
У тестовій демонстрації дослідники використовували три перетворювачі з частотою 3,5 МГц і діаметром 50 мм. Розташовані в заданому порядку вони впливали на матеріали з різних сторін, щоб надати готовому предмету задану форму. Інженери продемонстрували, що запропонований метод ефективно працює з різними матеріалами, включаючи скляні або гідрогелеві кульки та біологічні клітини.
Демонстрація роботи технології. Зображення: Kai Melde et al., Science Advances
Вчені вважають, що технологія є перспективною платформою для об’ємного друку клітинних культур і тканин. Перевага ультразвуку в тому, що він надає м’який вплив на біологічні клітини, не пошкоджує їх і може проникати глибоко в тканини.