Impresión 3D dentro del cuerpo

Las tecnologías de impresión 3D están listas para revolucionar los procesos de fabricación en una amplia gama de aplicaciones. La impresión volumétrica, una técnica emergente de impresión 3D, puede construir objetos de manera más rápida y con una mejor calidad de superficie que los métodos de impresión que generan objetos capa tras capa.

La mayoría de las técnicas de impresión volumétrica existentes dependen de la luz para desencadenar la fotopolimerización en tintas ópticamente transparentes. Sin embargo, la dispersión de la luz por las propias tintas, la presencia de aditivos funcionales dentro de las tintas y el bloqueo de la luz por las porciones ya solidificadas del elemento en construcción limitan las opciones de material y los tamaños de construcción factibles, especialmente en configuraciones que requieren una penetración profunda de la luz.

En comparación con las ondas de luz, las ondas ultrasónicas pueden penetrar mucho más profundamente en los materiales y, en principio, pueden utilizarse para desencadenar la polimerización.

Un equipo integrado, entre otros, por Xiao Kuang de la Escuela Médica de la Universidad Harvard y Junjie Yao de la Universidad Duke, ambas instituciones en Estados Unidos, presenta un nuevo enfoque para la impresión volumétrica a la que denominan impresión volumétrica acústica de penetración profunda (deep-penetrating acoustic volumetric rinting, DAVP) y que utiliza ondas ultrasónicas focalizadas y "sonotinta".

La sonotinta que los autores del estudio desarrollaron supera los desafíos clave de la impresión volumétrica acústica mediante el uso de un absorbedor acústico adaptativo y térmicamente sensible para formar un gel viscoso que evita el flujo constante al tiempo que inicia una polimerización desencadenada por calor.

Recreación artística de hueso artificial siendo impreso y una onda ultrasónica regulando el proceso. (Imagen: Amazings / NCYT)

En las pruebas, el prototipo del sistema DAVP permitió a los autores del estudio imprimir rápidamente objetos a partir de distintos materiales nanocompuestos a escala milimétrica y a varios centímetros de profundidad en medios opacos.

Como prueba de concepto, Kuang y sus colegas aplicaron el sistema DAVP a la fabricación médica a alta velocidad, de alta resolución y a través de tejidos.

Mediante experimentos en tejidos ex vivo dotados de sonotinta, los autores del estudio han conseguido demostrar la fabricación in situ de hueso artificial y de un cierre de apéndice auricular izquierdo.

Kuang y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en la revista académica Science. (Fuente: AAAS)