3D-печатные триаксиальные сопла от MIT могут произвести революцию в производстве лекарств и самовосстанавливающихся материалов

3D-печать стремительно внедряется в большинство производственных процессов, и сегодня мы стали свидетелями очередного достижения. Команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) нашла новое применение этой технологии, напечатав триаксиальные электроспрейные эмиттеры — крошечные сопла, которые одновременно распыляют несколько жидкостей, застывающих в трехслойные капли. Эти эмиттеры обычно используются для производства лекарств, но их применение распространяется на самовосстанавливающиеся материалы и множество других областей.

Маленькие массивы 3D-печатных сопел теоретически проще и дешевле в производстве по сравнению с существующими методами и, как сообщается, гораздо эффективнее традиционных конструкций, обеспечивая более стабильное и настраиваемое формирование капель. Эта разработка потенциально может повысить скорость производства многослойных лекарств, а также найти применение в других сценариях, включая самовосстанавливающиеся материалы, биосенсоры, контрастные вещества, покрытия для солнечных батарей и покрытия для имплантатов.

Сама по себе технология не нова, но невероятно сложная конструкция и микроскопические допуски этих устройств исторически требовали для их изготовления чистых помещений уровня полупроводникового производства. Новая разработка MIT позволяет использовать стандартную 3D-печать методом полимеризации в ванне — воздействие ультрафиолетовым светом на смолу, аналогично тому, что стоматологи используют для пломбирования зубов — для создания массива из 16 триаксиальных сопел на площади около одного квадратного сантиметра, со всеми их сложными внутренними сетями.

В целом, существующие технологии коаксиального электрораспыления либо ограничены двумя слоями, либо могут одновременно использовать лишь ограниченное количество сопел. Новый массив MIT представляет собой значительный шаг вперед, будучи при этом относительно простым в изготовлении и готовым к коммерциализации. Если вам интересно, какой принтер для этого нужен, то он должен быть способен печатать слои толщиной 25 микрометров, что примерно в три раза тоньше человеческого волоса. Использованный командой принтер Asiga Max X27 стоит около $13 000 (~1 040 000 руб.), что является лишь незначительной суммой по сравнению с огромными бюджетами, которые обычно требуются для медицинских исследований.

3D-печать не только позволяет изготавливать эмиттеры всего за несколько часов, но и дает команде возможность улучшить конструкцию этих устройств за пределы существующих вариантов. Луис Фернандо Веласкес-Гарсия, один из исследователей, заходит так далеко, что утверждает: «[Команда] не смогла бы создать такое устройство в чистой комнате для полупроводников», также отметив, что использование 3D-принтера позволило быстро итерировать экспериментальные конструкции. Новая модель также позволяет очень точно регулировать скорость потока и напряжение сопла, чтобы настроить каждый слой микрокапли.

Возможность производить капли с такой точностью применима в ряде областей, наиболее очевидной из которых являются медицинские приложения, где улучшенные многослойные лекарства могут, например, иметь защитный слой, растворяющийся в желудке, и второй слой с самим лекарством, активирующийся в кишечнике. Помимо пероральных препаратов, микрочастицы полезны для кремов для кожи, гелей, повязок для ран и инъекционных препаратов, среди прочего.

Источник: Tomshardware.com

Цены сконвертированы автоматически. Реальные цены могут отличаться.