Nova impressão 3D cria objetos com materias ecológicos

O avanço da ciência possibilitou que várias coisas que antes eram inimagináveis fossem criadas. Nesse ponto, a impressora 3D foi uma verdadeira revolução. Ela surgiu em 1984 e foi inventada por Chuck Hull, um norte-americano do estado da Califórnia, em 1984. Ele usou a estereolitografia, uma tecnologia precursora da impressão 3D. Hull já havia desenvolvido, um ano antes, a tecnologia do que viria a ser a máquina, quando ela tinha duas funções principais, sendo uma delas a criação de lâmpadas para solidificação de resinas, primeiro objeto criado pela ferramenta.

Essas impressões são feitas a partir de um arquivo tridimensional. A máquina constrói uma peça colocando camadas de matéria-prima até chegar a uma forma. Esses arquivos usados podem vir de desenhos tridimensionais feitos em software de criação, scanner 3D ou de imagens tridimensionais da internet.

Com o passar dos anos, o uso dessa tecnologia começou a ser mais utilizado. Agora, os engenheiros da Universidade da Flórida (UF), nos Estados Unidos, criaram um novo método para impressão 3D. Ele se chama “separação de fases induzida por vapor”, ou VIPS-3DP, e é capaz de criar objetos de material único e também de vários materiais. Isso pode avançar o mundo da fabricaçaõ aditiva.

De acordo com Yong Huang, professor no departamento de engenharia mecânica e aeroespacial da UF, esse processo de impressão que ele seus colegas desenvolveram dá aos fabricantes a possibilidade de criarem objetos personalizados de uma maneira sustentável e econômica.

“É mais econômico e muito mais simples do que as tecnologias equivalentes atuais. É um processo acessível para imprimir materiais avançados, incluindo metais”, disse ele.

Novo tipo de impressão 3D

Olhar digital

Para saber como o processo basta imaginar usar líquidos especiais ecologicamente corretos para fazer a “tinta” da impressora 3D. Eles são à base de polímero solúveis e podem ter partículas de metal ou cerâmica.

Quando alguma coisa é impressa com essa tinta é liberado um vapor não solvente na área de impressão. Esse vapor faz com que a parte líquida se solidifique e deixa para trás o material sólido. Esse é o processo de separação de fases induzida por vapor.

Conforme explicou Huang, esse processo dá aos fabricantes a possibilidade de imprimir peças de vários materiais com porosidade multi-escala e espacialmente ajustável. Em outras palavras, isso quer dizer que é possível criar estruturas que tem tipos diferentes de substâncias em lugares diferentes e com níveis de porosidade variados.

A porosidade de um objeto são os buracos minúsculos ou lacunas que ele tem. Nesse caso, ela é criada fazendo ajustes nas condições de impressão e/ou na quantidade de material sacrificial que é usado no processo  VIPS-3DP. Isso pode ser uma coisa útil na fabricação de implantes médicos porosos ou produtos aeroespaciais leves.

Esse processo de separação de fases induzida por vapor requer menos investimentos e é uma opção mais verde quando comparada com métodos de impressão tradicionais porque ele usa materiais sustentáveis e menos energia.

Uso

Esse novo método pode ser um avanço para o ramo da impressão 3D, mas isso não quer dizer que com os métodos existentes grandes coisas já não foram feitas. Como por exemplo, reconstruir tecidos que foram danificados imprimindo pele diretamente no lugar da lesão.

Esse estudo foi feito pela Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State), e os cientistas testaram o equipamento em ratos de laboratório. O objetivo desse equipamento é ser usado para fazer cirurgias de reconstituição do rosto ou cabeça de forma natural.

Para conseguir imprimir a pele em 3D os cientistas usaram a técnica chamada bioimpressão. Nela, a primeira coisa a ser feita é extrair tecido adiposo dos pacientes que passaram por cirurgias.

Depois disso, eles retiram uma rede de moléculas e proteínas do tecido, que é conhecida como matriz extracelular. É ela que dá a estabilidade e estrutura para o tecido. Além disso, ela é um dos componentes de uma biotina que é usada na impressão da pele. Na impressão também tem células-tronco e uma solução de coagulação.

Cada um desses componentes fica em compartimentos separados de uma bioimpressora. Por conta disso a pele pode ser diretamente impressa no lugar da lesão.

Até encontrar a mistura perfeita dos componentes de biotina, os cientistas fizeram vários experimentos. Depois de fazer os testes em ratos, eles descobriram que imprimir a matriz junto com as células-tronco era essencial para que a hipoderme, que é a camada mais profunda da pele, se formasse de forma eficaz.

Depois da bioimpressão das camadas da hipoderme e da derme, o resultado foi que a epiderme se formou de forma natural para completar a cicatrização da ferida. Os cientistas também notaram o começo do desenvolvimento do folículo capilar na hipoderme. Isso sugere que o crescimento do cabelo pode ser impulsionado pelas células-tronco.

O esperado pelos cientistas é que essa tecnologia consiga ajudar na reconstrução de tecidos de maneira mais natural e dê um bem-estar maior para os pacientes que sofreram alguma lesão que resultou em alguma deformidade.

O próximo passo é combinar a criação com a impressão 3D de ossos, que os cientistas também desenvolveram, e aprimorar os tons de pele que são impressos.

“Acreditamos que esta [tecnologia] poderia ser aplicada em dermatologia, transplantes capilares e cirurgias plásticas e reconstrutivas – poderia resultar em um resultado muito mais estético. Com a capacidade de bioimpressão totalmente automatizada e materiais compatíveis de nível clínico, isso pode ter um impacto significativo”, disse Ibrahim Ozbolat, autor do estudo.

Fonte: Olhar digital

Imagens: Olhar digital, YouTube