Det vetenskapliga samfundet fokuserar sin forskning på de många tillämpningarna av hydrogeler, polymera material som innehåller en stor mängd vatten, som har potential att reproducera egenskaperna hos biologiska vävnader. Denna aspekt är särskilt betydelsefull inom området regenerativ medicin, som under lång tid redan har erkänt och använt egenskaperna hos dessa material. För att kunna användas effektivt för att ersätta organiska vävnader, hydrogeler måste uppfylla två väsentliga krav:ha stor geometrisk komplexitet, och efter att ha lidit skada, kunna självläka själv, precis som levande vävnader.

Utvecklingen av dessa material kan nu vara lättare, och billigare, tack vare användningen av 3D-utskrift:Forskarna i MP4MNT-teamet (Materials and Processing for Micro and Nanotechnologies) vid Institutionen för tillämpad vetenskap och teknik vid Politecnico di Torino, koordinerad av professor Fabrizio Pirri, har för första gången visat möjligheten att tillverka hydrogeler med komplexa arkitekturer som kan självläka efter en rivsår, tack vare 3D-utskrift aktiverad av ljus. Forskningen publicerades av den prestigefyllda tidskriften Naturkommunikation i en artikel med titeln "3D-printade självläkande hydrogeler via Digital Light Processing."

Tills nu, hydrogeler med antingen självläkande eller modellerbara egenskaper i komplexa arkitekturer med 3D-utskrift hade redan skapats i laboratoriet, men i det aktuella fallet, den upptäckta lösningen omfattar båda funktionerna:Arkitektonisk komplexitet och förmågan att självläka efter skada. Dessutom, hydrogelen skapades med material som finns på marknaden, bearbetas med ett kommersiellt tryckeri, vilket gör det föreslagna tillvägagångssättet extremt flexibelt och potentiellt tillämpbart var som helst, öppnar nya möjligheter för utveckling både inom biomedicin och mjukrobotik.

Forskningen utfördes inom ramen för doktorandprojektet HYDROPRINT3D, finansierat av Compagnia di San Paolo, inom ramen för initiativet "Joint Research Projects with Top Universities", av Ph.D. elev Matteo Caprioli, under överinseende av DISAT-forskaren Ignazio Roppolo, i samarbete med professor Magdassis forskargrupp vid Hebrew University of Jerusalem (Israel).

"Sedan många år, " berättar Ignazio Roppolo, "i MP4MNT-gruppen, en forskningsenhet som koordineras av Dr Annalisa Chiappone och jag är specifikt ägnad åt utveckling av nya material som kan bearbetas med 3D-utskrift aktiverad av ljus. 3D-utskrift kan erbjuda en synergistisk effekt mellan utformningen av föremålet och materialens inneboende egenskaper, gör det möjligt att få tillverkade föremål med unika egenskaper. Ur vårt perspektiv, vi måste dra fördel av denna synergi för att på bästa sätt utveckla kapaciteten för 3D-utskrift, så att detta verkligen kan bli en del av vår vardag. Och den här forskningen faller helt i linje med denna filosofi."

Denna forskning representerar ett första steg mot utvecklingen av mycket komplexa enheter, som kan utnyttja både de komplexa geometrierna och de inneboende självläkande egenskaperna inom olika applikationsområden. Särskilt, när de biokompatibilitetsstudier som pågår vid det interdepartementala laboratoriet PolitoBIOMed Lab i Politecnico har förfinats, det kommer att vara möjligt att använda dessa objekt både för grundforskning om cellulära mekanismer och för tillämpningar inom området regenerativ medicin.