Un nuovo materiale di stampa 3D privo di solventi potrebbe consentire impianti biodegradabili
La produzione additiva tramite Digital Light Processing (DLP) offre un’elevata precisione ma richiede resine speciali a bassa viscosità. Un nuovo polimero sviluppato dalla Duke University elimina le sfide tipiche come il restringimento e la deformazione, migliora le proprietà meccaniche ed è ideale per applicazioni mediche biodegradabili.
In uno studio pubblicato il 30 agosto sulla rivista Angewandte Chemie International Edition, gli scienziati hanno spiegato che il loro nuovo polimero supera questi problemi eliminando l’uso di solventi. Al posto dei solventi, il team ha utilizzato una combinazione di monomeri appositamente sviluppata e una tecnica di sintesi ottimizzata che permette una bassa viscosità senza ulteriore diluizione.
Verso impianti medicali più sostenibili
“Volevo creare un materiale intrinsecamente sottile e a bassa viscosità per il DLP che potesse essere utilizzato per dispositivi medici degradabili”, ha affermato Maddiy Segal, uno studente di dottorato in Ingegneria Meccanica e Scienza dei Materiali (MEMS) che lavora nel laboratorio di Matthew Becker, illustre professore di chimica alla Duke University. “Ci sono voluti molti tentativi, ma alla fine sono riuscito a identificare i monomeri ottimali e una tecnica di sintesi per produrre un polimero privo di solventi che può essere utilizzato in una stampante DLP senza alcuna diluizione”.
Il nuovo polimero sviluppato non presenta restringimento o distorsione dopo la stampa, pur mostrando proprietà meccaniche migliorate. Questa caratteristica lo rende particolarmente adatto per applicazioni come impianti biocompatibili e degradabili, che si degradano naturalmente nel corpo, eliminando la necessità di un ulteriore intervento chirurgico per la rimozione.
Un passo avanti per le applicazioni cliniche
“Oltre a creare un materiale che non si restringa e sia più resistente, volevo anche che fosse adatto per applicazioni mediche”, ha affermato Segal. “Sto cercando di prototipare dispositivi che siano sia biocompatibili che degradabili. L’eliminazione dei solventi tossici dal processo mi aiuterà a raggiungere questo obiettivo”.
L’Innovation Co-Lab della Duke University offre ora servizi di stampa 3D ad alta precisione specifici per questi nuovi materiali, supportando ricerche sofisticate e applicazioni cliniche.
“Questo tipo di materiale rappresenta l’obiettivo principale del mio lavoro”, ha spiegato Segal. “Questa tecnica potrebbe essere utilizzata per qualsiasi tipo di impianto destinato a dissolversi nel tempo anziché rimanere nel corpo per sempre”.
La ricerca è supportata dal National Institutes of Health (1R01HL159954-01) e la Duke University ha depositato una domanda di brevetto provvisorio per la tecnologia. Le fasi future del progetto mirano a esplorare ulteriormente l’applicabilità commerciale e a testare le prestazioni del polimero in condizioni reali.
