Комарі в ролі засобу для 3D-друку. Науковці освоїли технологію виготовлення об'єктів, розміри яких менші за клітину.

Науковці з Макгіллського університету та Університету Дрекселя винайшли інноваційний підхід до надточного 3D-друку, задіявши хоботок комара. Цю технологію, що отримала назву "3D-некродрук", можна використовувати для створення мікроскопічних об'єктів з роздільною здатністю, що вдвічі перевищує звичайні показники. Крім того, новий метод сприяє зниженню витрат та обсягу відходів.

Висновки проведеного дослідження були представлені в науковому виданні Science Advances.

Вчені адаптували живильні трубки самок комарів для створення надтонких насадок для 3D-принтерів. Це нововведення дозволяє принтеру наносити матеріали лініями, які мають товщину близько 20 мікронів, що є трохи меншим за розмір однієї білої клітини крові. На думку дослідників, такі результати перевищують можливості традиційних промислових насадок.

Цей підхід відомий як "некродрук", оскільки в його основі лежить використання неживих біологічних елементів у якості інструментів. Хоботок комара, завдяки своїм еволюційним адаптаціям, ідеально підходить для проколювання та переміщення рідин. Його специфічна форма допомагає зменшити ймовірність засмічення та надмірного тиску під час процесу друку.

"Високоточний 3D-друк і мікродозування зазвичай потребують надтонких насадок зі спеціального металу або скла", -- пояснив співавтор дослідження Цзяньюй Лі з Університету Макгілла. За його словами, такі насадки дорогі у виробництві та створюють екологічні й санітарні ризики.

Комарі були отримані з лабораторних колоній Університету Дрекселя, де дослідження проходили з дотриманням етичних норм. Під мікроскопом вчені акуратно відокремлювали хоботки, після чого прикріплювали їх до звичайних пластикових наконечників за допомогою смоли. На завершальному етапі матеріал для друку проходив через біологічну "голку".

Команда здійснила аналіз геометричних параметрів, міцності та граничного тиску зазначених насадок, після чого інтегрувала їх у свою власну 3D-друковану систему. Це дозволило їм створити складні мікроструктури, серед яких були стільникові візерунки, форма листа клена та мініатюрні біокаркаси.

Деякі з цих каркасів містили ракові клітини та еритроцити, при цьому клітини не були пошкоджені.

"Завдяки хоботкам комарів можна створювати надзвичайно дрібні та точні структури, виготовлення яких звичайними способами є або складним, або дуже затратним," -- підкреслив співавтор дослідження Чанхун Цао з Макгіллського університету.

Дослідники вважають, що технологія може бути корисною для тканинної інженерії, друку гелів із живими клітинами та точного розміщення матеріалів у мікромасштабі. Також її розглядають як можливий інструмент для роботи з крихкими компонентами в електроніці.

Окрему увагу команда приділяє екологічності. Біологічні насадки є біорозкладними й можуть повторно використовуватися. За словами Цао, хоботки витримують багато циклів друку, якщо не перевищувати безпечний тиск і правильно їх очищати.

Проєкт виник на основі раніше проведених досліджень, що фокусувалися на анатомії комарів і їхньому потенціалі в технологічних інноваціях. Ідея використовувати хоботок комара в якості друкарської насадки з'явилася в результаті дискусій між науковцями з університетів Макгілл і Дрексель.

"Прогрес у сфері біодруку відкриває для медиків можливості для впровадження інноваційних методів лікування. Однак, паралельно з цим, ми повинні також розглядати альтернативні технологічні рішення," -- зазначила співавторка дослідження Меган Крайтон з Університету Дрекселя.