Peneliti Mengembangkan Gelatin Cetak 3D untuk Bahan Biomedis dan Soft Robotika

Bahan hidrogel berasal dari partikel alga dengan ukuran berbeda. Kredit: Orlin Velev, Universitas Negeri NC

Hidrogel menggabungkan dua bentuk fisik dari bahan alga yang sama untuk kekuatan, fleksibilitas.

Gel cetak 3D dengan sifat yang ditingkatkan dan sangat terkontrol dapat dibuat dengan menggabungkan jaringan berukuran mikro dan nano dari bahan yang sama yang ditambang oleh alga, menurut penelitian baru dari Universitas Negeri Carolina Utara. Hasilnya bisa memiliki aplikasi dalam bahan biomedis – dianggap sebagai perancah biologis untuk sel yang sedang tumbuh – dan robotika lembut.

Dijelaskan di koran Komunikasi Alam, hasilnya menunjukkan bahwa gel berbasis air ini – disebut hidrogel homokomposit – kuat dan fleksibel. Mereka terdiri dari alginat – senyawa kimia yang ditemukan di alga dan alga yang biasanya digunakan sebagai agen pengental dan penyembuhan luka.

Fusi jaringan skala dengan ukuran berbeda dari alginat yang sama menghilangkan kerapuhan yang kadang-kadang dapat terjadi ketika bahan yang berbeda bergabung bersama dalam hidrogel, kata Orlin Velev, S.Frank dan Doris Culberson Profesor Terhormat Teknik Kimia dan Biomolekuler di NC State dan penulis kartu yang sesuai.

“Bahan dasar air bisa lunak dan rapuh,” ujarnya. “Tapi bahan homokomposit ini – partikel alginat fibrillar lembut dalam media alginat – sebenarnya adalah dua hidrogel dalam satu: satu adalah hidrogel partikel dan satu lagi adalah hidrogel molekuler. Fusion bersama-sama menghasilkan bahan seperti gelatin yang lebih baik daripada jumlah bagian-bagiannya, dan yang propertinya dapat disetel dengan tepat untuk dimodelkan melalui printer 3D untuk pembuatan sesuai permintaan. ”

“Kami memperkuat bahan hidrogel dengan bahan yang sama, yang luar biasa karena hanya menggunakan satu bahan untuk meningkatkan sifat mekanik secara keseluruhan,” kata Lilian Hsiao, asisten profesor teknik kimia dan molekuler di NC State dan salah satu penulis makalah. “Alginat digunakan dalam penyembuhan luka, jadi bahan ini dapat digunakan sebagai perban cetak 3D yang diperkuat atau sebagai tambalan untuk penyembuhan luka atau pemberian obat.”

“Jenis bahan ini memiliki potensi untuk menjadi lebih berguna dalam produk medis, dalam produk makanan sebagai agen pengental, atau dalam robotika ringan,” kata Austin Williams, salah satu penulis pendamping pertama dan mahasiswa pascasarjana di laboratorium Velev.

Velev mengatakan pekerjaan masa depan harus mencoba menyoroti metode peleburan bahan homokomposit untuk memajukan pencetakan 3D untuk aplikasi biomedis atau bahan untuk injeksi biomedis.

“Teknik ini dapat digunakan dengan jenis gel lain, seperti yang digunakan dalam pelapis atau produk konsumen,” kata Hsiao.

Referensi: “Hidrogel homokomposit yang dapat dicetak dengan jaringan molekul-koloid yang diperkuat secara sinergis” oleh Austin Williams, Sangchul Roh, Alan Jacob, Lilian Hsiao, Orlin D. Velev dan Simeon Stoyanov, 14 Mei 2021, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23098-9

Mantan Ph.D. mahasiswa Sangchul Roh adalah rekan penulis pertama makalah ini. Penulis bersama Simeon Stoyanov dari Universitas Wageningen berpartisipasi dalam desain materi baru.

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation dalam bentuk hibah CMMI-1825476, CBET-1804462 dan ECCS-2025064.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.