Vědci objevili nečekaně efektivní, ale překvapivě levné řešení pro vytvoření ultrapřesných trysek používaných při 3D tisku: sosák samice egyptského komára. Tento průlom, nazývaný „3D nekrotisk“, řeší klíčový problém v oblasti biotisku a tkáňového inženýrství, kde vytváření struktur v mikroskopickém měřítku bránilo drahé a křehké vybavení.
Problém se stávajícími tryskami
Tradiční 3D tištěné trysky, které dokážou vytvořit extrémně jemné struktury, jsou drahé (každá 80 dolarů a více) a často se snadno rozbijí. Pokusy vyrobit takovéto přesné nástroje ze skla se ukázaly jako příliš křehké a drahé pro široké použití. Toto omezení zpomalilo pokrok v oblastech, jako jsou umělé krevní cévy a další náhradní tkáně.
Nečekané řešení od přírody
Při hledání alternativy se vědci z McGill University pod vedením Changhong Cao obrátili k přírodě. Poté, co se podívali na různé biologické nástroje, včetně štířích žihadel a hadích tesáků, zjistili, že proboscis komára Aedes aegypti je pro tento úkol ideální. Tyto přirozené trysky mohou tisknout struktury až do tloušťky 20 mikrometrů, čímž konkurují výkonu komerčních alternativ za výrazně nižší cenu.
“Pokud nám příroda může poskytnout to, co potřebujeme, za dostupnou cenu, proč bychom to měli dělat my?” – Changhong Cao, McGill University
Škálovatelnost a nákladová efektivita
Proces je také vysoce škálovatelný. Zkušený technik dokáže vyrobit šest použitelných trysek za hodinu z hubičky komárů za cenu méně než jeden dolar za kus. Trysky, i když biologické, jsou překvapivě odolné, zůstávají funkční až dva týdny a zůstávají životaschopné po dobu jednoho roku, pokud jsou skladovány ve zmrazeném stavu.
Aplikace v biotisku a další
Výzkumníci úspěšně otestovali trysky pro komáry s bioinkoustem Pluronic F-127, což je materiál používaný k vytvoření lešení pro růst biologických tkání, včetně krevních cév. To otevírá potenciální cesty pro tisk náhradních orgánů a dalších složitých biologických struktur.
Špičkové inženýrství přírody
Inovace podtrhuje rostoucí trend inženýrů, kteří se stále více obracejí k přírodě pro inspiraci a uvědomují si, že miliony let evoluce již vyřešily mnoho složitých konstrukčních problémů. Od antén můr používaných v dronech lovících pach až po mrtvé pavouky přeměněné na mechanická chapadla, příroda často poskytuje vynikající a nízkonákladová řešení. Jak zdůrazňuje Christian Griffiths ze Swansea University: “Máte za sebou dva miliony let vývoje komárů: snažíme se to dohnat.”
Použití proboscis proti komárům představuje chytrý způsob, jak obejít významnou technologickou překážku, což dokazuje, že někdy jsou ty nejlepší nástroje již k dispozici – stačí se podívat na správné místo.
