İnsan dokusunu taklit eden 3D yazdırılabilir malzeme

Biyoteknoloji, endüstriyel su arıtımı ve ileri robotik alanlarında kullanılabilecek yeni bir malzeme geliştirildi. Austin’deki Texas Üniversitesi araştırmacıları, insan vücudundaki hücre ve zar organizasyonunu taklit ederek belirli molekülleri süzebilen ve taşıyabilen 3D yazdırılabilir yapay doku malzemesi üretti. Yeni yöntem, yapay doku üretimindeki ölçeklenebilirlik ve üretim hızı sorunlarını aşmayı amaçlıyor. Basit karıştırma ve santrifüj işlemleriyle milyarlarca mikro su damlası dakikalar içinde bir araya getirilerek büyük ölçekli yapay doku yapıları oluşturulabiliyor.

FARKLI DOKU TÜRLERİNE GÖRE ÖZELLEŞTİRİLEBİLİYOR

Esnek ve biyolojik olarak uyumlu malzeme, farklı doku türlerinin davranışlarını taklit edecek biçimde özelleştirilebiliyor. Tıp ve biyoteknoloji alanında, gerçek insan dokusunun mimarisine benzer yapısıyla laboratuvar ortamında organ ve doku geliştirme çalışmalarında biyolojik iskele olarak kullanılması öngörülüyor. Malzemenin çevresine uyum sağlayan ve dış etkilere tepki veren yapısı, cerrahi uygulamalarda, arama-kurtarma görevlerinde ve tehlikeli endüstriyel ortamlarda görev yapabilecek yumuşak robotların geliştirilmesine de imkân sağlayabilir. Özel proteinlerle zenginleştirildiğinde sinir dokusuna benzer biçimde iyon akımlarını iletebilen yapı, insan beyninin çalışma biçimini taklit eden nöromorfik bilgi işlem sistemleri için de yeni bir araştırma alanı oluşturuyor.

ATIK SUDAKİ AMONYUMU AYIRABİLİYOR

Teknolojinin çevre ve enerji sektörlerindeki kullanım alanlarından biri de seçici filtrasyon özelliği oldu. UT Austin Cockrell Mühendislik Okulu Öğretim Üyesi Prof. Manish Kumar ve ekibi, malzemeye ekledikleri özel bir protein sayesinde yapay dokunun atık sudaki amonyumu diğer iyonlardan ayırmasını sağladı. Bu membran yapısının, petrol ve doğal gaz üretiminden kaynaklanan endüstriyel atık sular ile belediye atık sularının arıtılmasında kullanılması hedefleniyor. Teknoloji ayrıca atık su akışlarındaki kritik mineral iyonlarının, besin maddelerinin ve nadir elementlerin geri kazanılmasına imkân sağlayabilecek.

STANDART EKİPMANLARLA ÜRETİLEBİLİYOR

On yılı aşkın süredir sürdürülen araştırmada ölçeklenebilir üretime geçişi sağlayan gelişme, araştırmacı Aida Fica’nın farklı çözünürlüklere sahip iki yağı birleştirerek santrifüjle sıkıştırmasıyla elde edildi. Fica, “Bu teknoloji, yalnızca temel ekipman gerektirdiği için her ortamda uygulanabilecek, çok geniş kullanım alanına sahip, son derece basit ve ölçeklenebilir bir üretim süreci sunuyor” dedi. Geliştirilen yöntem, gelişmiş laboratuvar ekipmanlarına ihtiyaç duyulmadan uygulanabiliyor. Araştırmacılar, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir 3D biyolojik baskı teknolojisinin sağlık, çevre mühendisliği, robotik ve yapay zekâ donanımları alanlarında kullanılmasını hedefliyor.