La stampa 4D crea piccoli aghi ispirati ai parassiti che potrebbero sostituire gli aghi ipodermici
Aghi ipodermici dolorosi potrebbero non essere necessari in futuro per iniettare farmaci e prelevare campioni di sangue.
Con la stampa 4D, gli ingegneri di Rutgers hanno creato piccoli aghi che imitano i parassiti e si attaccano ai tessuti: potrebbero sostituire gli aghi ipodermici, secondo uno studio sulla rivista Advanced Functional Materials .
Mentre la stampa 3D costruisce oggetti strato per strato, 4D va oltre con materiali intelligenti che sono programmati per cambiare forma dopo la stampa. Il tempo è la quarta dimensione che consente ai materiali di trasformarsi in nuove forme.
“Pensiamo che il nostro array di microaghi stampato in 4D consentirà un uso più robusto e duraturo di microaghi minimamente invasivi, indolori e facili da usare per la consegna di farmaci, curare ferite, biosensing e altre applicazioni dei tessuti molli”, ha detto l’autore senior Howon Lee , assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale presso la School of Engineering della Rutgers University-New Brunswick .
Questo video YouTube di Riddish Morde mostra microaghi applicati al tessuto muscolare del pollo.
Gli aghi ipodermici sono ampiamente utilizzati negli ospedali e nei laboratori per estrarre sangue e iniettare farmaci, causando dolore, cicatrici sulla pelle e rischi di infezione. Le persone con diabete spesso prendono campioni di sangue più volte al giorno con aghi per monitorare i livelli di zucchero nel sangue.
I microaghi (aghi miniaturizzati) stanno attirando l’attenzione perché sono corti, sottili e minimamente invasivi, riducono il dolore e il rischio di infezione e sono facili da usare. Ma la loro debole adesione ai tessuti è una grande sfida per la consegna controllata di farmaci a lungo termine o per il biosensing, che comporta l’uso di un dispositivo per rilevare DNA, enzimi, anticorpi e altri indicatori di salute.
In natura, alcuni insetti e altri organismi hanno sviluppato caratteristiche microscopiche che aderiscono ai tessuti, come i ganci dei parassiti, i pungiglioni delle api mellifere e le penne in scala di istrici. Ispirati da questi esempi, gli ingegneri di Rutgers hanno sviluppato un microago che si blocca con il tessuto quando inserito, migliorando l’adesione. Hanno combinato una tecnica di micro stampa 3D e un approccio di stampa 4D per creare sbavature rivolte all’indietro su un microago.
Utilizzando il tessuto muscolare del pollo come modello, i ricercatori hanno dimostrato che l’adesione dei tessuti con il loro microaghi è 18 volte più forte rispetto a un microago senza ardiglione. La loro creazione supera gli esempi precedentemente riportati, risultando in una consegna di farmaci più stabile e robusta, raccolta di bio-fluidi e biosensing, afferma lo studio.