Studie: 3-D-gedrucktes Smart-Gel könnte helfen, Medikamente zu liefern

Hydrogele sind überall in unserem Leben, einschließlich in Kontaktlinsen, Windeln und dem menschlichen Körper.

Ingenieure haben ein Druckverfahren für ein intelligentes Gel erfunden, mit dem Materialien für den Transport kleiner Moleküle wie Wasser oder Drogen zu menschlichen Organen hergestellt werden können. Der Ansatz beinhaltet das Drucken eines 3D-Objekts mit einem Hydrogel (Wasser-enthaltendes Gel), das die Form im Laufe der Zeit ändert, wenn sich die Temperaturen ändern, sagte Senior Autor der Studie Howon Lee, Assistant Professor an der Rutgers University-New Brunswick in New Jersey. Die Studie, die online in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, demonstrierte den schnellen, skalierbaren und hochauflösenden 3D-Druck von Hydrogelen, die trotz Wassergehalt solide bleiben und ihre Form behalten.

Hydrogele sind überall in unserem Leben, einschließlich in Kontaktlinsen, Windeln und dem menschlichen Körper. Das intelligente Gel könnte strukturelle Starrheit in Organen wie der Lunge bereitstellen und kleine Moleküle wie Wasser oder Medikamente enthalten, die im Körper transportiert und freigesetzt werden. Es könnte auch ein neues Gebiet der weichen Robotik schaffen und neue Anwendungen in flexiblen Sensoren und Aktuatoren, biomedizinischen Geräten und Plattformen oder Gerüsten für Zellen ermöglichen, um zu wachsen, sagte Lee. "Das volle Potenzial dieses intelligenten Hydrogels wurde bisher nicht freigesetzt", sagte Lee. "Wir haben ihm eine weitere Dimension hinzugefügt, und dies ist das erste Mal, dass es jemand in dieser Größenordnung getan hat. Sie sind flexible, formgebende Materialien. Ich nenne sie gerne intelligente Materialien ", fügte er hinzu.

Die Ingenieure arbeiteten mit einem Hydrogel, das seit Jahrzehnten in Geräten verwendet wird, die Bewegung und biomedizinische Anwendungen wie Gerüste für Zellen zum Wachstum erzeugen. Sie lernten, das Wachstum und die Schrumpfung von Hydrogel präzise zu kontrollieren. Bei Temperaturen unter 32 Grad Celsius nimmt das Hydrogel mehr Wasser auf und schwillt an. Wenn die Temperatur 32 Grad Celsius überschreitet, beginnt das Hydrogel Wasser auszutreten und schrumpft, wie die Studie zeigt. Die Ingenieure fanden auch heraus, dass die Objekte, die sie mit dem Hydrogel herstellen können, von der Breite eines menschlichen Haares bis zu mehreren Millimetern reichen.

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