3D печать шелком
У большинства людей при упоминании о шелке возникают ассоциации исключительно с текстильными изделиями. Это неудивительно, ведь основным применением шелковой нити является именно изготовление ткани. Но это не единственная доступная сфера использования деликатного волокна – благодаря своей удивительной прочности и уникальной структуре материал пригоден для широкого спектра разносторонних задач. На 75% шелк состоит из особого белка – фиброина – свойствами которого интересуются ученые и исследователи со всего мира. Благодаря высокой эластичности при большей, чем у кевлара, прочности, фиброин является оптимальным материалом для выполнения различных задач. Большой интерес белок представляет для медицинской сферы, в частности для биомедицины. 3D печать шелком сейчас представляет собой крайне перспективную методику. Согласно исследованиям, она может использоваться для изготовления сверхпрочных, но эластичных имплантатов, исключающих возможность послеоперационных осложнений.
Не желая задерживать прогресс, команда ученых из Южной Кореи решила пойти наиболее инновационным путем и применить свойства фиброина для развития новой технологии 3D печати. Поскольку материал обладает всеми необходимыми характеристиками для создания имплантатов, а 3D принтеры уже используются в этих целях, такое решение однозначно можно назвать логичным. 3D печать шелком была разработана Администрацией по развитию сельских районов (Rural Development Administration, RDA) совместно с Университетом Халлим (Hallym University). По мнению общественности, данная методика вполне может знаменовать прорыв в области производства хирургических имплантатов.
Печать шелком на 3D принтере
По сегодняшний день в процессе восстановления поврежденных костей применяются пластины, винты и шурупы из нержавеющей стали или титанового сплава. В целом, данный метод надежен и проверен годами, за исключением одного недостатка. Когда кость срастается, часто требуется дополнительная операция по удалению вспомогательной системы. 3D печать шелком позволяет обойти эту сложность.
Исследователи давно находятся в поисках способов обойти эту проблему за счет использования биоразлагаемых синтетических полимеров, но они нередко оказываются менее прочными и устойчивыми. Технология 3D-печати дала ученым надежду на разработку более совершенных биосовместимых структур с оптимальными показателями прочности и стабильности. При всем этом новая разработка южнокорейских ученых может представлять собой одну из наиболее перспективных методик в медицине. Исследователям удалось напечатать на 3D принтере из «шелковых чернил» несколько ортопедических имплантатов целиком, включая зажимы, винты и пластины. Тестирование деталей показало отличные прочностные характеристики, не говоря уже о замечательной совместимости с человеческим организмом. По прошествии определенного времени после успешного заживления поврежденного участка имплантат растворится, что исключит необходимость проведения операции.
3D печать шелком: перспективы
Исследования на животных подтвердили, что 3D-печатные шелковые структуры эффективно выполняют свою роль и не вызывают аллергических реакций, воспалительных процессов, либо отторжения. Вдобавок к этому, 3D моделирование и печать позволяют создавать индивидуальные имплантаты любой формы и размера. Таким образом, 3D печать шелком открывает доступ к различным типам операций даже на сложных участках скелета.
Представительство RDA сообщает о намерении коммерциализировать методику, но пока более конкретных данных по этому поводу не предоставляет. Очевидно, что 3D печать шелком может вывести сферу производства имплантатов на совершенно новый уровень. И чрезвычайно приятно осознавать, что многовековая традиция получения шелка нашла новое полезное применение благодаря 3D-печати.
