Уколы напечатанными на 3D-принтере иглами – это совсем не больно

Техасские ученые разработали безболезненную методику подкожных инъекций с использованием микроиголок. Для производства таких инструментов нужен лишь обычный FDM 3D-принтер, филамент из ПЛА-пластика и немного химического травления. Рассказываем, как это работает.Вряд ли кому-нибудь нравятся уколы, а тем более подкожные инъекции – болезненные и оставляющие неприглядные синяки. Исследователи из Техасского университета в Далласе уверены, что подобные процедуры можно сделать если не приятными, то хотя бы терпимыми, а ставку делают на технологии 3D-печати. В выборе подходящей технологии исследователи отказались от лазерного спекания, как слишком дорогого, и лазерной стереолитографии, так как токсичные фотоинициаторы не подходят для проекта – об этом чуть ниже. В итоге выбор пал на привычную всем печатникам-любителям технологию FDM, то есть экструзионную печать полимерными прутками. В качестве материала ученые выбрали самый что ни на есть обычный полилактид (ПЛА-пластик), а выбор оборудования пал на недорогой настольный 3D-принтер LulzBot TAZ 5. Идея заключается в следующем: микроиглы толщиной не более диаметра человеческого волоса прокалывают кожу и доставляют вакцину или лечебный препарат. Доставка осуществляется тремя способами: нанесением препарата на кожу с последующим прокалыванием, нанесением лекарства на иглы непосредственно перед инъекцией, либо пропиткой полимера лечебным раствором. Во время укола иглы отламываются, а потом постепенно выводятся из организма – именно поэтому ученые и отказались от фотополимеров в пользу биоразлагаемого и биосовместимого ПЛА. А так как разлагается пластик не сразу, можно дозировать доставку препарата с расчетом на длительное воздействие. Но постойте, скажете вы, ведь разрешение FDM-принтеров как раз довольно низкое, так о каких иглах может идти речь? Здесь все просто: напечатанные иглы, а точнее целые массивы игл необходимо химически протравить так, чтобы они сформировали более тонкие структуры. Делается это за счет последовательного погружения игл в щелочной раствор, в данном случае гидроксид калия. Во время травления иглы сохраняют характерную слоистость, и это хорошо, так как неровные поверхности помогают удерживать отломленные иголки в коже. Чтобы уколы не чувствовались, а лекарство попадало под кожный покров, иглы длиной не менее 1,5 мм должны обладать диаметром не более 100 микрон, а толщина кончика не должна превышать 75 мкм. 100 микрон – это как раз примерная толщина человеческого волоса или слоя на 3D-печатном изделии. Ученые успели провести ряд успешных экспериментов 3D-печатными микроиглами на свиной коже и на схожей по плотности и прочности герметизирующей пленке. Как показали опыты, до 92% 3D-печатных иголок успешно прокалывали подопытные материалы. Скачать полный доклад исследовательской команды можно по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.