Un team di scienziati del Max Planck Institute for Medical Research e dell’Università di Heidelberg in Germania, ha creato una nuova tecnologia per assemblare la materia in 3D. Il loro studio utilizza più ologrammi acustici per generare campi di pressione con i quali è possibile stampare particelle solide, sfere di gel e persino cellule biologiche. Questi risultati aprono la strada a nuove tecniche di coltura cellulare 3D con applicazioni nell’ingegneria biomedica.
La stampa 3D consente la fabbricazione di parti complesse da materiali funzionali o biologici. La stampa 3D convenzionale può essere un processo lento, in cui gli oggetti vengono costruiti uno strato alla volta. I ricercatori ora hanno dimostrato come formare un oggetto 3D in un solo passaggio. “Siamo stati in grado di assemblare le microparticelle in un oggetto tridimensionale all’interno di un singolo passaggio utilizzando gli ultrasuoni modellati”, afferma Kai Melde, postdoc del gruppo e primo autore dello studio. “Questo può essere molto utile per il bioprinting. Le cellule utilizzate sono particolarmente sensibili all’ambiente durante il processo”, aggiunge Peer Fischer, professore all’Università di Heidelberg.
Le onde sonore esercitano forze sulla materia, un fatto noto a qualsiasi spettatore di concerti che sperimenta la pressione delle onde sonore che fuoriescono da un altoparlante(movimento dei coni degli altoparlanti). In questo ultimo studio gli scienziati hanno adottato un nuovo utilizzo degli ultrasuoni: spostare minuscoli blocchi di costruzione in modi precisi per assemblare oggetti 3D. Hanno utilizzato lastre stampate in 3D appositamente progettate per produrre un determinato campo sonoro. La combinazione di molte di queste lastre con design diversi può creare un “ologramma acustico” in una forma 3D specifica.
Il team ha catturato particelle e cellule che fluttuano liberamente nell’acqua assemblandole in forme tridimensionali. Inoltre, il nuovo metodo funziona con una varietà di materiali tra cui perle di vetro o idrogel e cellule biologiche.
Il primo autore Kai Melde afferma che “l’idea cruciale era quella di utilizzare più ologrammi acustici insieme e formare un campo combinato in grado di catturare le particelle”.
Gli scienziati ritengono che la loro tecnologia sia promettente per la formazione di colture cellulari e tessuti in 3D. Il vantaggio degli ultrasuoni è che è delicato per l’utilizzo di cellule biologiche e che può viaggiare in profondità nei tessuti. In questo modo può essere utilizzato per manipolare e spingere a distanza le cellule senza danni.
