Voorwerpen 3-D printen met geluidsgolven

Wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Medisch Onderzoek en de Universiteit van Heidelberg hebben een nieuwe technologie ontwikkeld om materie in 3D te printen, aldus de universiteit in een persbericht.

De onderzoekers bedachten een concept waarbij meerdere akoestische hologrammen worden gebruikt om drukvelden te genereren waarmee vaste deeltjes, gelbolletjes en zelfs biologische cellen kunnen worden geprint. Deze resultaten maken de weg vrij voor nieuwe 3D-celkweektechnieken met toepassingen in de biomedische techniek.

Conventioneel 3D printen kan een traag proces zijn, waarbij objecten één lijn of laag per keer worden opgebouwd. Onderzoekers tonen nu aan hoe ze in één enkele stap een 3D-object kunnen vormen uit kleinere bouwstenen.

“We waren in staat om microdeeltjes in één keer samen te stellen tot een driedimensionaal object met behulp van gevormd ultrageluid”, zegt Kai Melde, postdoc in de groep en eerste auteur van de studie. “Dit kan zeer nuttig zijn voor bioprinting. De daar gebruikte cellen zijn bijzonder gevoelig voor de omgeving tijdens het proces”, voegt Peer Fischer, hoogleraar aan de universiteit van Heidelberg, eraan toe.

Geluidsgolven

Geluidsgolven oefenen krachten uit op materie. Dat weet elke concertbezoeker die de drukgolven uit een luidspreker ervaart. Met hoogfrequent ultrageluid, dat onhoorbaar is voor het menselijk oor, kunnen de golflengten onder een millimeter worden geduwd tot in het microscopische domein. Dat gebruiken de onderzoekers om zeer kleine bouwstenen, zoals biologische cellen, te manipuleren.

3D bioprinten krijgt een nieuwe dimensie

Veel bedrijven zijn bezig met het ontwikkelen van 4D bioprintmethodes. Ook is er een grote groei voorspeld in de totale markt van 4D bioprinten.

Weefsels printen

De wetenschappers geloven dat hun technologie een veelbelovend platform is voor de vorming van celculturen en weefsels in 3D. Het voordeel van ultrageluid is dat het zacht is voor biologische cellen en dat het diep in weefsel kan doordringen. Zo kan ultrageluid op afstand cellen manipuleren en duwen zonder schade aan te richten.