A mikroalgák elhozhatják a 3D nyomtatás fenntartható jövőjét

Nemzetközi kutatócsoport áttörése a 3D nyomtatás területén az, hogy először sikerült mikroalgákból kinyert nyersanyagokat felhasználni bonyolult, biokompatibilis 3D mikroszerkezetek létrehozásához. Az új technológia egyrészt növeli a 3D nyomtatás fenntarthatóságát, másrészt jelentős előrelépést jelenthet a biotechnológia és az orvostudomány területén.

A tanulmányban leírt folyamat lényege, hogy egy kétfotonos 3D lézert fókuszálnak folyékony, fotoreaktív gyantára. A lézersugár fókuszpontján a fény aktiválja a fotoiniciátorokat, amelyek kémiai reakciót indítanak be, hogy célzottan, helyileg megszilárduljon a kinyomtatott töltőanyag. A hagyományos módszerekhez képest, amelyekhez gyakran petrolkémiai alapú polimereket használnak, a mikroalgák jelentős előnnyel rendelkeznek: gyors növekedési ütemük, szén-dioxid-megkötő képességük és biokompatibilitásuk révén fenntarthatóbb alternatívát jelentenek.

„Annak ellenére, hogy számos előnnyel rendelkeznek, a mikroalgákat eddig alig vették figyelembe a fényalapú 3D nyomtatás nyersanyagaként” – nyilatkozta a Heidelbergi Egyetem Molekuláris Rendszermérnöki és Fejlett Anyagok Intézetének (IMSEAM) kutatást vezető tudósa. Prof. Dr. Eva Blasco hozzáfűzte: a kísérletekhez az Odontella aurita és a Tetraselmis striata nevű mikroalgákat választották, amelyek magas triglicerid-tartalmuk miatt ideális alapanyagoknak bizonyultak.

A mikroalgákban található zöld fotoreaktív pigmentek fotoiniciátorként is kiválóan működtek, ami lehetővé teszi a tinta fény hatására háromdimenziós struktúrákká történő megszilárdulását. „Ezzel a módszerrel elkerülhetjük a hagyományos tintákban használt, potenciálisan mérgező adalékanyagok alkalmazását is” – magyarázta Clara Vazquez-Martel, a tanulmány vezető szerzője.

Az új tintarendszer segítségével a kutatóknak sikerült különböző, rendkívül precíz 3D mikroszerkezeteket előállítaniuk, amelyek bonyolult formákat, például túlnyúlásokat és üregeket is tartalmaztak. Sejttenyésztési kísérletek során a kutatók azt is vizsgálták, hogy a mikroalga alapú tinták mennyire biokompatibilisek, és kiderült, hogy a belőlük készült tárolókban tenyésztett sejtek túlélési aránya 100 százalék.

„Eredményeink új lehetőségeket nyitnak meg, nemcsak a fenntarthatóbb 3D nyomtatás, hanem az élettudományok terén is – a 3D sejtkultúráktól kezdve a biokompatibilis implantátumokig” – summázta Blasco.

Gábor János, Okosipar.hu