اکثر مواد پشتیبانی موجود در بازار بر پایه آب هستند. با این حال، از آنجایی که سیلیکون یک روغن است، هنگامی که این دو ماده با هم تماس پیدا می کنند، تغییر شکل ایجاد می شود زیرا به دلیل غیرقابل اختلاط بودن، به کشش سطحی بالایی نیاز دارند. قطرات کوچک روغن در آب شکل می گیرد که بر ساختار چاپ سه بعدی تاثیر می گذارد. به همین دلیل است که تیم یک حمام روغن سیلیکونی را تصور کرد. او می افزاید: ما بسیاری از مواد پشتیبان نامزد ایجاد کردیم، اما دریافتیم که بهترین روش ایجاد امولسیون متراکم از روغن سیلیکون و آب است. ما می توانیم این امولسیون را با یک سس مایونز کریستالی که از ریز قطرات آب بسته بندی شده در زنجیره ای از روغن سیلیکون تشکیل شده است، مقایسه کنیم. ما این روش را تولید کشش سطحی بسیار کم افزودنی یا AMULIT می نامیم.«
در دانشگاه فلوریدا، تیمی از محققان در تلاش برای بازتولید عروق خونی دقیق در مغز با استفاده از چاپ سه بعدی سیلیکونی هستند. برای انجام این کار، آنها فرآیندی به نام AMULIT یا تولید افزودنی در کشش سطحی بسیار کم به زبان انگلیسی: این رویکرد شامل چاپ مستقیم سیلیکون در حمام مواد است. دومی به عنوان یک رسانه چاپ عمل می کند و در این مورد از امولسیون روغن سیلیکون ساخته شده است. به لطف این روش، محققان ادعا می‌کنند که می‌توانند مدل‌های تنها چهار میکرومتری طراحی کنند و بنابراین بسیار صادقانه عروق مغز را بازتولید کنند.
اولین آزمایش‌های محققان مربوط به رگ‌های خونی در مغز انسان است که به جراحان مغز و اعصاب اجازه می‌دهد قبل از عمل آموزش ببینند، از شبیه‌سازی‌های واقعی‌تر بهره ببرند یا به سادگی آناتومی بیمار را بهتر درک کنند. آنها می‌توانند به مدل‌های فیزیکی دسترسی داشته باشند و این عروق سفارشی ساخته شده از اسکن سه بعدی بیمار را لمس کنند. ما در اطلاع رسانی شما از پیشرفت های بعدی این تیم از محققان کوتاهی نخواهیم کرد. در ضمن، می توانید کل مطالعه را بررسی کنید ICI.
در سمت چپ، حمام موادی که سیلیکون در آن لایه به لایه قرار گرفته است همانطور که در عکس سمت راست نشان داده شده است (اعتبار عکس: Senthilkumar Duraivel/Angelini Lab, CC BY-ND)
نظر شما در مورد استفاده از پرینت سه بعدی سیلیکونی برای بازتولید عروقی شدن مغز چیست؟ نظر خود را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید. همه ویدیوهای ما را در کانال ما بیابید یوتیوب یا ما را دنبال کنید فیس بوک یا توییتر !
سیلیکون خواص بسیار جالبی مانند زیست سازگاری، مقاومت در برابر گرما، مواد شیمیایی یا حتی رطوبت دارد. اما در مورد پرینت سه بعدی آن چالش هایی را ایجاد می کند: این ماده انعطاف پذیری است که پس از ذوب شدن نمی تواند دوباره جامد شود، مانند رشته های مورد استفاده در FDM/FFF. بنابراین، سیلیکون معمولاً به صورت مایع چاپ می شود و به طور غیر قابل برگشت پخت می شود. مشکل همچنین در پیچیدگی اشکالی است که می توان ایجاد کرد: چگونه می توان مطمئن بود که سازه فرو نمی ریزد؟
محققان بر اصل کشش سطحی تکیه کردند (اعتبار عکس: برایتون ساینس)
یک فرآیند چاپ سه بعدی سیلیکونی نوآورانه برای بازتولید عروقی شدن مغز
برای دور زدن این چالش‌ها، محققان فرآیند چاپ را در حمام تصور کردند: ایده این است که لایه‌های متوالی از مواد را با احاطه کردن آن با روغن سیلیکونی که به عنوان یک ماده پشتیبانی عمل می‌کند، رسوب دهند. چرا سیلیکون را به عنوان ماده پشتیبانی انتخاب کنید؟ این تیم توضیح می دهد:ما یک ماده پشتیبانی متشکل از یک امولسیون روغن سیلیکونی ایجاد کرده ایم. این ماده در مقایسه با جوهرهای مبتنی بر سیلیکون، کشش سطحی ناچیزی دارد، که نیروهای مخرب را که اغلب باعث تاب برداشتن و شکستن عناصر سیلیکونی چاپی می‌شوند، از بین می‌برد. تطبیق پذیری این روش به استفاده از فرمولاسیون های سیلیکونی برای ساخت ساختارها و ویژگی های پیچیده به قطر 8 میکرومتر اجازه می دهد.” به یاد داشته باشید که کشش سطحی نیرویی است که برای شکستن سطح بین دو مایع غیرقابل اختلاط لازم است.