معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) يقترح حلاً للطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع فوهات قطرات دقيقة ثلاثية الطبقات
أخبار ar.wedoany.com، اقترح باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) حلاً منخفض التكلفة يعتمد على الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع فوهات إلكترونية دقيقة. ومن المتوقع أن يُستخدم هذا الحل في تحضير جزيئات دوائية قابلة للإطلاق المتحكم به، بالإضافة إلى مواد "ذاتية الإصلاح".
يتمثل جوهر هذا الحل في باعثات الرذاذ الكهربائي ثلاثية المحاور (triaxial electrospray emitters). تستخدم هذه الأجهزة مجالاً كهربائياً لدفع ثلاث سوائل غير قابلة للامتزاج في وقت واحد عبر نظام من القنوات المتناهية الصغر، مما يؤدي إلى توليد قطرات ذات بنية ثلاثية الطبقات متداخلة.
يمكن تحويل القطرات متعددة الطبقات إلى جزيئات دقيقة، حيث تؤدي كل طبقة وظيفة محددة. على سبيل المثال، يمكن للطبقة الخارجية أن تذوب في المعدة، بينما تنظم الطبقة الوسطى معدل الإطلاق، وتقوم الطبقة الداخلية بتوصيل الدواء النشط إلى الهدف المعوي.
يعتمد التصنيع التقليدي على عمليات أشباه الموصلات في الغرف النظيفة، مما يجعله مكلفاً ويصعب توسيع نطاقه، وهو ما يعيق انتشار هذه التقنية.
استخدم فريق MIT تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع مصفوفة من الباعثات. يدمج هذا الجهاز المدمج 16 فوهة في مساحة تبلغ حوالي 1 سنتيمتر مربع، ويحتوي داخله على شبكة معقدة من القنوات الدقيقة ثلاثية الأبعاد التي تضمن توزيعاً متجانساً للسوائل.
تعتمد العملية على تقنية البلمرة الضوئية في الحوض (vat photopolymerization)، حيث يتم تصلب راتنج البوليمر الضوئي طبقة تلو الأخرى باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، مما يحل محل عمليات التصنيع التقليدية متعددة الخطوات. يمكن طباعة المصفوفة المعقدة بأكملها في غضون ساعات قليلة.
يبلغ سمك الطبقة الواحدة في الجهاز حوالي 25 ميكرومتراً. تساعد القنوات الحلزونية الداخلية في الحفاظ على تدفق سائل متجانس ومستقر نحو كل فوهة، مما يضمن توليداً مستقراً للقطرات.
في الاختبارات، أنتجت المصفوفة المطبوعة ثلاثية الأبعاد بشكل مستقر قطرات دقيقة ثلاثية الطبقات ومتجانسة، وهو أمر بالغ الأهمية للإنتاج الضخم للجزيئات الدوائية وأجهزة الاستشعار البيولوجية ومواد تجديد الأنسجة. وأشار فريق MIT إلى أن مثل هذه الهندسة الهندسية لا يمكن تحقيقها باستخدام عمليات الغرف النظيفة، وأن الطباعة ثلاثية الأبعاد كانت العامل الحاسم في ظهور هذه التقنية.
إذا أمكن توسيع نطاق هذه الطريقة، فمن المتوقع أن تبسط عملية إنتاج الجزيئات الدقيقة المعقدة في مجالي الطب وعلوم المواد، وأن تخفض التكاليف المرتبطة بالتقنيات التي تقتصر حالياً على المستوى المخبري.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
