Теги → биочернила

Из сажи и опилок швейцарцы сделали биоразлагаемый аккумулятор

Исследователи из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) представили аккумуляторную батарею, полностью разлагаемую в естественной среде. В основе аккумулятора лежит целлюлоза, желатин, углерод в виде сажи и ряд других безопасных для среды веществ. Такие батареи пригодятся для одноразовой медицинской электроники и датчиков мониторинга, которые после утилизации не нанесут вред природе и здоровью человека.

Источник изображения: Empa

Источник изображения: Empa

Разработанная учёными технология предполагает послойную печать аккумулятора (или суперконденсатора, как его предпочитают называть разработчики) на обычном 3D-принтере. Чернила и их состав подобраны таким образом, чтобы обеспечить равномерное нанесение и затвердевание материала с соответствующими свойствами: электропроводностью для электродов, ионной проводимостью для электролита и прочностью для корпуса.

В основе чернил или рабочего материала для 3D-принтера лежит желатин. В смесь для печати составных элементов аккумулятора входят нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы, углерод в виде сажи, графита и активированного угля, а также щепотка поваренной соли для ионной проводимости. Для разжижения состава исследователи используют глицерин, воду и два разных типа спирта.

В процессе печати последовательно создаются четыре слоя аккумулятора: гибкая подложка, проводящий слой, электрод и, наконец, электролит. Затем всё складывается в этакий бутерброд с электролитом в центре. Батарея показала способность хранить электричество в течение нескольких часов и может питать небольшие цифровые часы. Она выдерживает тысячи циклов зарядки и разрядки и обещает годы хранения даже при отрицательных температурах, а также устойчива к давлению и ударам.

«Это звучит довольно просто, но это было совсем не так, — сказал один из авторов разработки Ксавье Эби (Xavier Aeby) из лаборатории Empa по целлюлозе и древесным материалам. — Потребовалась длительная серия тестов, пока все параметры не стали правильными, пока все компоненты не пошли надёжно через принтер, и конденсатор не заработал».

Чикагская биотехнологическая компания напечатала полноценную 3D-копию человеческого сердца

Биотехнологическая компания BIOLIFE4D из Чикаго объявила об успешном создании с помощью 3D-биопринтера уменьшенной копии человеческого сердца. Крошечное сердце обладает той же структурой, что и полноразмерный орган человека. Компания назвала это достижение важным рубежом на пути создания искусственного сердца, пригодного для пересадки.

Искусственное сердце было напечатано с использованием клеток сердечной мышцы пациента — кардиомиоцитов, и биочернил, изготовленных из внеклеточного матрикса, которые дублируют свойства сердца млекопитающего.

BIOLIFE4D впервые изготовила с помощью биопечати ткань сердца человека в июне 2018 года. Ранее в этом году компания создала отдельные 3D-компоненты сердца, включая клапаны, желудочки и кровеносные сосуды.

Этот процесс включает перепрограммирование белых клеток крови пациента (лейкоцитов) в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells, iPSC или iPS), которые могут дифференцироваться в различные типы клеток, включая кардиомиоциты.

В итоге компания планирует изготовить с помощью 3D-биопринтинга полнофункциональное человеческое сердце. Теоретически, изготовленные таким способом искусственные сердца могут уменьшить или устранить потребность в донорских органах.

Конечно, BIOLIFE4D — не единственная компания, которая занимается технологией создания искусственных органов с помощью 3D-печати.

В начале этого года исследователи из Тель-Авивского университета напечатали с помощью 3D-принтера живое сердце размером с сердце кролика, а биотехнологам из Массачусетского технологического института удалось создать с помощью 3D-печати сложные сосудистые сети, подобные тем, которые необходимы для поддержания функционирования искусственных органов.

Ученые впервые создали роговицу человеческого глаза с помощью 3D-принтера

Учёные Ньюкаслского университета разработали новаторскую экспериментальную методику, которая позволит помочь миллионам людей, ожидающим проведения операции трансплантации роговицы.

Используя простой 3D-биопринтер, профессор по тканевой инженерии Ньюкаслского университета Че Коннон (Che Connon, на фото справа) и его команда учёных смогли объединить здоровые стволовые клетки роговицы с коллагеном и альгинатом, чтобы создать «биочернила» для 3D-печати, с использованием которых им удалось воспроизвести форму роговицы глаза человека всего за 10 минут.

«Наш уникальный гель — комбинация альгината и коллагена — сохраняет стволовые клетки живыми, в то время как создаётся материал, достаточно жёсткий, чтобы сохранять форму, но достаточно мягкий, чтобы его можно было выдавить через сопло 3D-принтера», — сообщил Коннон.

Прежде чем печатать копии роговицы, исследователи сканировали глаза пациентов, чтобы уточнить необходимые размеры и координаты. По всей видимости, пациентам придётся ждать ещё несколько лет, прежде чем изготовленные на 3D-принтере роговицы будут доступны официально, пройдя необходимые этапы сертификации у регуляторов. Но их создание даёт невероятную надежду вновь увидеть свет больным с серьёзными нарушениями зрения.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥