Dzięki technologii druku 4D inżynierowie z Rutgers University stworzyli małe igiełki, które naśladują pasożyty przyczepiające się do tkanek i wstrzykują pożądaną substancję, przez co mogą zastępować tradycyjne igły podskórne. Zdaniem autorów wynalazku można je stosować nie tylko do wstrzykiwania leków, ale też pobierania próbek krwi.
Artykuł na ten temat ukazał się na łamach „Advanced Functional Materials”.
Jak wyjaśniają autorzy, podczas gdy druk 3D buduje obiekty warstwa po warstwie, druk 4D idzie o krok dalej i dodaje czwarty wymiar, czyli czas. Dzięki zastosowaniu specjalnych, inteligentnych materiałów, z drukarki wychodzi nie docelowy przedmiot, ale substrat, który z czasem przekształci się do pożądanego kształtu.
– Uważamy, że nasza matryca mikroigłowa 4D pozwoli na wytwarzanie bardziej niezawodnych i trwalszych, a przy tym minimalnie inwazyjnych, bezbolesnych i łatwych w użyciu mikroigiełek, które będą dostarczać leki, bioczujniki, pobierać próbki itp. – mówi główny autor pracy, dr Howon Lee.
Jak dodaje, tradycyjne igły do iniekcji podskórnych stosowane w szpitalach i laboratoriach do pobierania krwi i wstrzykiwania farmaceutyków powodują ból, bliznowacenie skóry i stwarzają ryzyko infekcji. Tymczasem niektóre osoby, np. chorzy na cukrzycę, zmuszone są do bardzo częstego, nawet kilka razy na dobę, pobierania próbek krwi, przez co narażone są na duże niedogodności.
Aby zmienić tę sytuację, naukowcy postanowili zainspirować się naturą. Niektóre owady, ale też inne organizmy, posiadają bowiem mikroskopijne narządy, którymi skutecznie przyczepiają się tkanek gospodarza. Są to np. mikrohaki pasożytów, żądła pszczół miodnych i czy kolce jeżatek.
Zainspirowani tymi przykładami inżynierowie z Rutgers opracowali mikroigłę, która wczepia się w pożądaną powierzchnię, a następnie zakleszcza się w niej dzięki systemowi zakrzywionych wypustek (zadziorków) skierowanych do tyłu, co znacząco zwiększa przyczepność. Aby uzyskać taki efekt musieli połączyć technikę druku mikro 3D z drukiem 4D.
Jak mówią autorzy wynalazku, mikroigły już od jakiegoś czasu zyskują na znaczeniu, ponieważ są minimalnie inwazyjne, eliminują ból, obniżają ryzyko infekcji oraz są łatwe w użyciu. Jednak do tej pory ich słabym punktem była niewystarczająca adhezja do tkanek. Najnowsze rozwiązanie ma ten problem omijać.
Wykorzystując modelową tkankę mięśniową kurczaka, naukowcy wykazali, że przyczepność ich mikroigły do tkanek jest 18 razy silniejsza niż w przypadku wcześniej wymyślonych mikroigieł bez „zadziorków”. – Biją one swoje poprzedniczki na głowę – cieszą się badacze. Ich zdaniem, to bardziej stabilny i niezawodny sposób dostarczania leków, pobierania płynów ustrojowych i umieszczania bioczujników w ciele pacjentów. (PAP)
kap/ ekr/, fot. pixabay.com
Data publikacji: 10.02.2020 r.
