انشمندان آزمایشگاه سیستم‌های میکرو، نانو و مولکولی در مؤسسه تحقیقات پزشکی ماکس و مؤسسه مهندسی سیستم‌های مولکولی و مواد پیشرفته در دانشگاه هایدلبرگ، فناوری جدیدی برای مونتاژ مواد به صورت سه بعدی ایجاد کرده‌اند.
فناوری آنها از هولوگرام های صوتی متعدد برای تولید میدان‌های فشار استفاده می کند که با آن می‌توان ذرات جامد، دانه های ژل و حتی سلول های بیولوژیکی را چاپ کرد.
این نتایج راه را برای تکنیک‌های جدید کشت سلولی سه بعدی با کاربرد در مهندسی زیست پزشکی هموار می‌کند. ساخت افزودنی یا چاپ سه بعدی ساخت قطعات پیچیده را از مواد کاربردی یا بیولوژیکی امکان پذیر می کند.
پرینت سه بعدی معمولی می تواند فرآیندی کند باشد که در آن اشیاء در یک خط یا یک لایه در یک زمان ساخته می شوند.
محققان در هایدلبرگ و توبینگن اکنون نشان می دهند که چگونه می توان یک شی سه بعدی را از بلوک های ساختمانی کوچکتر تنها در یک مرحله تشکیل داد.
اولین نویسنده این مطالعه می‌گوید:
ما توانستیم با استفاده از امواج فراصوت شکل‌دار، میکروذرات را در یک جسم سه‌بعدی در یک شات مونتاژ کنیم.
پروفسور دانشگاه هایدلبرگ، می‌افزاید: این امر می‌تواند برای چاپ زیستی بسیار مفید باشد. چرا که سلول‌های مورد استفاده در آنجا به‌ویژه در طول فرآیند به محیط حساس هستند. امواج صوتی بر ماده نیرو وارد می‌کنند. با استفاده از امواج فراصوت با فرکانس بالا، که برای گوش انسان قابل شنیدن نیست، می توان طول موج ها را زیر یک میلی متر به قلمرو میکروسکوپی هل داد، که توسط محقق برای دستکاری بلوک های ساختمانی بسیار کوچک مانند سلول های بیولوژیکی استفاده می شود.
این گروه در آزمایش‌های قبلی خود نشان دادند که چگونه با استفاده از هولوگرام های آکوستیک صفحات چاپ شده با چاپ سه بعدی، که برای کدگذاری یک میدان صوتی خاص ساخته شده اند، اولتراسوند ایجاد می‌شود.
آنها نشان دادند که از این میدان های صوتی می توان برای مونتاژ مواد در الگوهای دو بعدی استفاده کرد. بر این اساس دانشمندان یک مفهوم ساختگی ابداع کردند.
این تیم با مطالعه جدید خود توانست مفهوم خود را یک گام جلوتر بردارد. آنها ذرات و سلول‌هایی را که آزادانه در آب شناور هستند جذب می‌کنند و آنها را به شکل‌های سه‌بعدی جمع می‌کنند.
علاوه بر این، روش جدید با مواد مختلفی از جمله دانه های شیشه یا هیدروژل و سلول های بیولوژیکی کار می کند.
دیجیتالی کردن یک شی سه‌بعدی کامل به میدان‌های هولوگرام اولتراسوند از نظر محاسباتی بسیار سخت است و آنها را ملزم می‌کند تا یک روال محاسباتی جدید ارائه کنند.
دانشمندان بر این باورند که فناوری آنها یک پلت فرم امیدوارکننده برای تشکیل کشت سلولی و بافت به صورت سه بعدی است.
مزیت اولتراسوند این است که برای استفاده از سلول‌های بیولوژیکی به اندازه کافی ملایم است و می‌تواند به عمق بافت حرکت کند. به این ترتیب می توان از آن برای دستکاری و فشار دادن سلول ها از راه دور بدون آسیب استفاده کرد.
