با خاصیت خودترمیم شوندگی؛

تولید موادی شبیه به بافت بدن به کمک هیدروژل‌ها

پژوهشگران نشان دادند که با استفاده از هیدروژل می‌توان محصولاتی تولید کرد که هم قابلیت خودترمیم‌شوندگی داشته و هم ویژگی‌هایی شبیه به بافت بدن را دارا باشند.

کد خبر: ۹۳۶۸۹۳

سه‌شنبه - ۰۴ خرداد ۱۴۰۰ / May 25, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، گروه‌های زیادی در سراسر جهان، در زمینه کاربرد‌های متعدد هیدروژل‌ها کار می‌کنند، مواد پلیمری حاوی مقدار زیادی آب، که توانایی تولید ویژگی‌هایی شبیه به بافت‌های زیستی را دارند. این جنبه به ویژه در زمینه پزشکی مهم است چرا که از مدت‌ها قبل ویژگی‌های این مواد را تشخیص داده و از آن‌ها استفاده می‌کنند.

برای جایگزینی بافت‌های آلی، هیدروژل‌ها باید دو ویژگی اساسی را داشته باشند: دارای پیچیدگی هندسی زیاد بوده و پس از متحمل شدن آسیب، دقیقاً مانند بافت‌های زنده بتواند خودبه خود بهبود یابند.

توسعه این مواد اکنون به لطف استفاده از چاپ سه‌بعدی ممکن شده است و می‌تواند آسان و ارزان باشد. محققان در تیم MP ۴ MNT (مواد و پردازش برای فناوری‌های میکرو و نانو) از گروه علم و فناوری کاربردی Politecnico di Torino، با هماهنگی پ فابریزیو پیرری، با استفاده از چاپ سه‌بعدی فعال شده توسط نور، برای اولین بار امکان تولید هیدروژل‌هایی با معماری پیچیده را فراهم کردند که قادر به ترمیم خود پس از پارگی هستند.

نتایج این تحقیق در مجله Nature Communication منتشر شده است.

تاکنون، هیدروژل‌هایی با خاصیت خود ترمیم‌شوندگی یا با معماری‌های پیچیده با استفاده از چاپ سه‌بعدی در آزمایشگاه ایجاد شده بودند، اما در این پروژه محققان نشان دادند که می‌توان هر دو ویژگی را یک جا فراهم کرد، یعنی ساختار هیدروژل پیچیدگی معماری بالایی دارد و هم پس از آسیب، توانایی خود ترمیم‌شوندگی دارد. علاوه‌بر این، هیدروژل با استفاده از مواد موجود در بازار ایجاد شده و برای تولید آن از چاپگر تجاری استفاده شده است. بنابراین، این روش بسیار انعطاف‌پذیر بوده و به‌طور بالقوه قابل اجرا در هر کجایی است. این دستاورد محققان زمینه‌های جدیدی برای توسعه در حوزه زیست پزشکی و رباتیک نرم فراهم می‌کند.

این تحقیق در چارچوب پروژه دکترای HYDROPRINT ۳ D در قالب «پروژه‌های تحقیقاتی مشترک با دانشگاه‌های برتر» انجام شده است.

ایگنازیو روپولو می‌گوید: «از سال‌ها قبل، در گروه MP ۴ MNT، یک واحد تحقیقاتی با هماهنگی دکتر آنالیزا چیاپون و من به‌طور خاص به تولید مواد جدید اختصاص دارد که در این گروه می‌توان با استفاده از چاپ سه‌بعدی فعال شده توسط نور ترکیبات جدیدی تولید کرد. چاپ سه‌بعدی قادر است یک اثر هم‌افزایی بین طراحی محصول و ویژگی‌های ذاتی مواد ایجاد کرده و امکان دستیابی به اقلام ساخته شده با ویژگی‌های منحصر به فرد را فراهم کند. از دیدگاه ما، باید از این هم‌افزایی استفاده کنیم تا به بهترین شکل توانایی‌های چاپ سه‌بعدی را توسعه دهیم، به طوری که این فناوری به عنصری از زندگی روزمره ما تبدیل شود و این تحقیق مطابق با این فلسفه طراحی شده است.»

این تحقیق نشان‌دهنده اولین قدم به سمت توسعه دستگاه‌های بسیار پیچیده است که می‌تواند از هندسه‌های پیچیده و از خواص ذاتی خود ترمیم‌شوندگی در زمینه‌های مختلف استفاده بهره ببرد.