Die wissenschaftliche Gemeinschaft beschäftigt sich intensiv mit verschiedenen Anwendungen von Hydrogelen. Hydrogele sind Polymermaterialien, die eine große Menge Wasser enthalten und das Potenzial haben, die Eigenschaften biologischer Gewebe nachzubilden. Dies ist vor allem im Bereich der regenerativen Medizin wichtig, da die regenerative Medizin die Eigenschaften dieser Materialien seit langem erkannt und genutzt hat. Um organisches Gewebe effektiv zu ersetzen, müssen Hydrogele zwei Grundvoraussetzungen erfüllen: Sie haben eine hohe geometrische Komplexität und können sich nach einer Verletzung wie lebendes Gewebe selbst heilen.

Dank des Einsatzes der 3D-Drucktechnologie kann die Entwicklung dieser Materialien nun einfacher und kostengünstiger werden: Forscher des Teams MP4MNT (Micro Nano Technology Materials and Processing) am Institut für Angewandte Wissenschaft und Technologie des Politecnico di Torino koordiniert von Professor Fabrizio Pirri Es beweist die Möglichkeit, mit Hilfe der lichtaktivierten 3D-Drucktechnologie ein Hydrogel mit komplexer Struktur und Selbstheilung herzustellen. Diese Forschung wurde im renommierten Magazin "Nature Communications" mit dem Titel "3D-gedruckte selbstheilende Hydrogele via Digital Light Processing" (DOI 10.1038/s41467-021-22802-z) veröffentlicht.

Bisher wurden Hydrogele mit Selbstheilungseigenschaften oder 3D-Druck in komplexen Gebäuden im Labor hergestellt, doch in der aktuellen Situation enthält die gefundene Lösung zwei Eigenschaften: komplexe Architektur Selbstheilungsfähigkeit nach Sex und Verletzung. Darüber hinaus wird das Hydrogel aus marktgängigen Materialien hergestellt und mit handelsüblichen Druckern verarbeitet. Daher ist die vorgeschlagene Methode sehr flexibel und überall anwendbar, was neue Möglichkeiten für die Entwicklung der Biomedizin und der Softrobotik eröffnet. .

Die Forschung wurde im Rahmen des HYDROPRINT3D Ph.D. Projekt, gefördert von der Universität Sao Paulo, im Rahmen der Initiative "Joint Research Projects with Top Universities", von Doktorand Matteo Caprioli, unter der Leitung von DISAT-Forscher Ignazio Roppolo, und Jerusalem Zusammenarbeit mit dem Forschungsteam von Professor Magdassi der Hebräischen Universität (Israel).

Im Laufe der Jahre erklärte Ignazio Roppolo, dass sich in der MP4MNT-Gruppe eine von Dr. Annalisa Chiappone und mir koordinierte Forschungseinheit der Entwicklung neuer Materialien widmet, die durch lichtaktivierten 3D-Druck verarbeitet werden können. Der 3D-Druck kann einen synergistischen Effekt zwischen dem Design des Objekts und den inhärenten Eigenschaften des Materials erzielen, wodurch hergestellte Artikel mit einzigartigen Eigenschaften erhalten werden können. Aus unserer Sicht müssen wir diese Synergie nutzen, um die Fähigkeiten des 3D-Drucks bestmöglich zu entwickeln, damit er wirklich ein Element in unserem täglichen Leben werden kann. Und diese Forschung passt zu dieser Idee.

Diese Forschung stellt den ersten Schritt in der Entwicklung hochkomplexer Geräte dar, die komplexe Geometrien und inhärente Selbstheilungseigenschaften in einer Vielzahl von Anwendungen nutzen können. Insbesondere nach der Verfeinerung der Biokompatibilitätsforschung im abteilungsübergreifenden Labor des PolitoBIOMed-Labors wird es möglich sein, diese Objekte für die Grundlagenforschung zu zellulären Mechanismen und Anwendungen im Bereich der regenerativen Medizin zu nutzen.

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