Hiệu quả tuyệt vời của in 3D

In 3D được Hideo Kodama phát triển vào năm 1981, mở rộng trong những thập kỷ tiếp theo và dẫn đến việc xuất hiện các máy in 3D hiện đại được sử dụng ngày nay.

Còn được gọi là sản xuất bằng quy trình phụ phẩm, in 3D là một quá trình tạo ra các vật thể rắn ba chiều với sự hỗ trợ của phần mềm máy tính.

Công nghệ in 3D cho phép chế tạo những cấu trúc phức tạp với ít vật liệu hơn, được sử dụng trong những phương pháp sản xuất truyền thống. Công nghệ in 3D phát triển với tốc độ chóng mặt và nhanh chóng được đưa vào sản xuất. Công nghệ in 3D từng được sử dụng để phục hồi những rạn san hô ở Hồng Kông, sản xuất các sản phẩm từ sữa bằng kỹ thuật in 3D và hiện đang được sử dụng rộng rãi để chế tạo các sản phẩm gia đình.

Nhiều nhà sản xuất máy in 3D khẳng định rằng, tương lai của sản xuất bằng quy trình phụ phẩm là những cơ quan nhân tạo được in 3D, mặc dù công nghệ còn rất xa mới đạt được cấp độ đó.

Nhưng một công trình nghiên cứu mới của các nhà khoa học thuộc Đại học Buffalo, New York, Mỹ có thể sẽ là chìa khóa hướng tới việc các cơ quan nhân tạo được in 3D trong tương lai gần.

Nghiên cứu kỹ thuật in Li-to lập thể (Stereolithography) tốc độ cao để in 3D các cơ quan nhân tạo.

Công trình nghiên cứu của nhóm nhà khoa học Mỹ, được công bố trên tạp chí Vật liệu Tiên tiến Chăm sóc Sức khỏe (Advanced Healthcare Materials), có tựa đề "In nhanh các mô hình hydrogel tương thích sinh học khổ lớn" giải thích: các mô hình hydrogel kích thước lớn chứa đầy tế bào có tiềm năng đầy hứa hẹn trong việc phục hồi các mô và cấy ghép nội tạng.

Nhưng công nghệ chế tạo hiện có, sử dụng kỹ thuật in sinh học 3D còn hạn chế do tốc độ in chậm, ảnh hưởng đến chất lượng của bộ phận được in và tình trạng hoạt động sinh học của các tế bào được bao bọc trong hydrogel.

Tiến sĩ Ruogang Zhao, phó giáo sư tại Văn phòng Kỹ thuật Y sinh thuộc Đại học Buffalo, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết, công nghệ mới do nhóm nghiên cứu phát triển có tốc độ nhanh hơn 10-15 lần so với những máy in 3D tiêu chuẩn trong ngành.

Ngoài ra, máy in 3D được phát triển trên cơ sở công nghệ này có khả năng làm việc trên các kích thước mẫu lớn hơn mà những máy in 3D thông thường không thể thực hiện được.

Các nhà nghiên cứu công bố 1 video về quá trình in li-to lập thể một bàn tay hoàn toàn bằng vật liệu hydrogel. Nhóm nhà khoa học lưu ý, quá trình này sẽ mất hơn 6 giờ nếu sử dụng công nghệ in 3D thông thường, nhưng các nhà khoa học có thể đạt được kết quả đầy đủ trong 19 phút.

 Các sản phẩm in 3D lập thể bằng Hydrogen kích thước lớn

Tiến sĩ Chi Zhou, đồng tác giả của nghiên cứu giải thích, phương pháp mới do nhóm nghiên cứu phát triển, in nhanh các mô hình hydrogel có kích thước đến cm làm giảm đáng kể những biến dạng chi tiết và tổn thương tế bào do vật liệu tiếp xúc lâu dài với áp lực môi trường.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh: phương pháp mới được phát triển đặc biệt thích hợp trong việc in các tế bào nhúng với mạng mạch máu. Nhóm nghiên cứu kỳ vọng, công nghệ mới được phát triển sẽ đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực sản xuất các cơ quan và các mô cơ thể con người bằng công nghệ in 3D trong tương lai gần.

Công trình nghiên cứu được Viện Hình ảnh Y sinh và Kỹ thuật Sinh học Quốc gia thuộc Viện Y tế Quốc gia, Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng thuộc Đại học Buffalo và Trường Y Jabos.