Una nuova ricerca del laboratorio del professor Paul Dalton fornisce un piano di istruzioni per stampanti 3D in microscala accessibili e open source, aprendo nuove possibilità nell’ingegneria dei tessuti e nello sviluppo di biomateriali.
Un avanzato stampa 3D in microscala la tecnologia utilizzata per l’ingegneria dei tessuti, la ricerca sul cancro e la biofabbricazione è ora accessibile ai ricercatori di tutto il mondo. Descritto sulla rivista Additive Manufacturing, è il lavoro del pioniere del laboratorio di elettroscrittura a fusione (MEW) Paul Dalton, professore presso il Dipartimento di Bioingegneria presso il Phil and Penny Knight Campus for Accelerating Scientific Impact.
Lavorare in un laboratorio con stampanti 3D. Credito immagine: Università dell’Oregon
Pubblicato nell’edizione del 5 giugno 2023 della rivista, la carta ha già fatto scalpore nel campo della produzione additiva. È incentrato su MEW, una classe unica di produzione additiva inventata da Dalton che consente la creazione di strutture fibrose e porose ad alta risoluzione utilizzando polimeri fusi caricati elettricamente.
L’alto costo delle stampanti 3D MEW commerciali, che possono arrivare fino a $ 100.000, e la mancanza di opzioni personalizzate standardizzate hanno ostacolato i progressi della ricerca nel campo. Il nuovo documento fornisce un piano di istruzioni completo per convertire una stampante 3D standard in una valida stampante di ricerca di bioingegneria per meno di $ 3.000 e potrebbe sbloccare nuove possibilità nell’ingegneria dei tessuti e nello sviluppo di biomateriali.
“Le tecnologie di produzione avanzate dovrebbero essere disponibili per tutti i ricercatori”, ha affermato Dalton. “Il progetto dimostra come la libertà intellettuale guidi l’innovazione. In che modo l’hardware open source riduce i costi e aumenta l’accessibilità. Abbiamo un potente strumento per la ricerca biomedica e il divertimento è solo all’inizio”.
Gli studiosi post-dottorato in visita Paula González Saiz e Ander Reizabal López-Para di BCMaterials hanno contribuito agli sforzi di Knight Campus per sviluppare stampanti 3D su microscala open source. Credito immagine: Università dell’Oregon
Il progetto è stato in gran parte finanziato dal finanziamento iniziale di Dalton dal Phil and Penny Knight Campus per accelerare l’impatto scientifico. Il suo team di ricercatori del Knight Campus che contribuiscono comprende l’ingegnere ricercatore Simon Luposchainsky, gli studiosi post-dottorato in visita Paula González Saiz e Ander Reizabal López-Para e gli studiosi in visita Sönke Menke e Taavet Kangur.
Con il rilascio di una modifica a una stampante 3D open source ea basso costo, è possibile realizzare impalcature molto più fini e complesse, ha affermato Dalton. Attribuisce a Luposchainsky una delle principali innovazioni del dispositivo: lo sviluppo di un sistema di alimentazione del filamento per la stampa 3D, che apre un ampio accesso e consente ai ricercatori ovunque di produrre nuovi tipi di materiali.
Insieme al sistema di alimentazione basato su filamenti, il team ha utilizzato un sistema di alimentazione pneumatico MEW convenzionale con un serbatoio per siringa.
La configurazione MEWron a filamento convertito consente un controllo preciso delle portate, consentendo la combinazione di diversi diametri di fibre in scaffold ad alta risoluzione. Considerando che la siringa MEWron fornisce una piattaforma accessibile e facilmente modificabile per i ricercatori interessati a strutture ad alta risoluzione.
Oltre ai ricercatori di Knight Campus, il progetto ha coinvolto ricercatori della Scuola di ingegneria dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) di Losanna, in Svizzera, e del Centro basco per i materiali dell’Università dei Paesi Baschi. Luposchainsky, coautore dell’articolo, afferma che la natura collaborativa del progetto apre la strada a progressi accelerati della ricerca in tutto il mondo.
“Stiamo dando il via a una rete globale di collaborazione nel campo della stampa 3D in fibra”, ha affermato Luposchainsky. “Con questo hardware, testare nuovi approcci di polimeri di stampa 3D su scala micron non è mai stato così facile.”
Nella creazione del dispositivo, il team ha dato la priorità a componenti convenienti e disponibili in commercio. Hanno convertito un kit stampante 3D Fused Filament Fabrication (FFF) disponibile in commercio, una stampante FFF Voron 0.1 open source, in un versatile dispositivo di elettroscrittura a fusione che è stato soprannominato “MEWron”.
“Il lavoro pionieristico del professor Dalton nella stampa 3D su microscala e la sua determinazione a tradurre le scoperte scientifiche in tecnologie ampiamente disponibili stanno contribuendo a spianare la strada alle future innovazioni biomediche”, ha affermato Robert Guldberg, vicepresidente e direttore esecutivo di Robert e Leona DeArmond del Knight Campus.
“Rendendo le tecnologie di produzione avanzate accessibili a tutti i ricercatori, il Knight Campus sta diventando un leader nella biofabbricazione, migliorando al contempo l’innovazione della ricerca condotta qui in Oregon”.
I contributori internazionali al progetto includevano Jürgen Brugger, capo del Microsystems Laboratory (LMIS1); il professor Christophe Moser, capo del laboratorio di dispositivi fotonici applicati (LAPD); e più studenti.
Il progetto ha incluso un grande sforzo educativo e formativo, con lo studente di robotica dell’EPFL Taavet Kangur e lo studente di biofabbricazione dell’Università di Würzburg Sönke Menke che hanno affrontato il progetto come parte delle loro tesi di master.
Gli studiosi post-dottorato in visita Paula González Saiz e Ander Reizabal López-Para di BCMaterials hanno acquisito competenze sia di assemblaggio di stampanti 3D che operative con la nuova tecnologia di stampa 3D e stanno riportando il loro know-how al loro istituto di ricerca di casa.
Fonte: Università dell’Oregon
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
