Идея выращивать органы или ткани для медицинского использования звучит словно научная фантастика. Но это реальность. По крайней мере, в отдельных случаях, хотя процесс этот сложный и медленный. К сожалению, трехмерная печать для биофабрикации работает не быстрее, чем выращивание в пробирке, а сам процесс может повредить ткани.
Для решения этих проблем исследователи из Германии работают над новой техникой, которая использует голограммы и звуковые поля, чтобы быстро формировать материю в трехмерные объекты.Процесс использует акустическое давление для формирования микросфер силикагеля и других материалов в комплексные трехмерные объекты.
Для достижения этого команде пришлось научиться создавать сложные многослойные голографические объекты, формируемые звуком, а не светом, что требует огромных вычислительных мощностей. Команда разработала специальный процесс вычислений, чтобы оптимизировать цифровое воспроизведение 3D-объекта в ультразвуковые голографические поля.
Когда голограмма готова, ее можно использовать для воспроизведения из разных материалов. Сейчас размер создаваемых объектов ограничен примерно 2 сантиметрам. Но самое впечатляющее, то что процесс формирования объекта очень быстрый. Во время демонстрации жидкость из силикагеля за момент приняла форму спирали.
Уже проводятся эксперименты с использованием клеток миобластов мыши, и ученые полагают, что у технологии есть потенциал для применения в биопечати органов. Процесс не только быстрый, но аккуратный и бесконтактный, что позволяет сохранять клетки в стерильном состоянии.
Кроме того ученые рассматривают идею использования технологии для доставки лекарств в тело и быстрого прототипирования, но на данный момент это все лишь доказательство работы концепта. Для широкого применения технология должна поддерживать большой масштаб и не занимать много времени для создания голограммы — иначе преимущество над 3D-печатью в повседневном использовании будет минимальным.