Οι χειρουργοί εισάγουν stent κατασκευασμένα από σιλικόνη ή μέταλλο για ιατρική χρήση ως τρόπο θεραπείας αυτών των ασθενών. Αν και φέρνουν γρήγορα ανακούφιση, τα εμφυτεύματα έχουν επίσης μειονεκτήματα: Τα μεταλλικά stent πρέπει να αφαιρεθούν χειρουργικά με κάποια προσπάθεια, κάτι που είναι επιβαρυντικό για τους ασθενείς, ενώ τα stent σιλικόνης μετακινούνται συχνά μακριά από το σημείο εισαγωγής. Ο λόγος είναι ότι τα εμφυτεύματα δεν είναι προσαρμοσμένα στην ανατομία του ασθενούς.
Μια ερευνητική ομάδα της ETH στη Ζυρίχη, έχει πλέον αναπτύξει ένα stent αεραγωγών μαζί με ερευνητές από το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Ζυρίχης, το οποίο μπορεί να είναι προσαρμοσμένο για κάθε ασθενή, ενώ είναι βιοαπορροφήσιμο (δηλαδή, σταδιακά διαλύεται μετά την εμφύτευση). Αυτά τα stent κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια διαδικασία εκτύπωσης 3D γνωστή ως ψηφιακή επεξεργασία φωτός (DLP) και ευαίσθητες στο φως ρητίνες ειδικά προσαρμοσμένες για το σκοπό αυτό.
Πρώτον, οι ερευνητές δημιουργούν μια εικόνα τομογραφίας υπολογιστών ενός συγκεκριμένου τμήματος των αεραγωγών. Με βάση αυτό, αναπτύσσουν ένα ψηφιακό τρισδιάστατο μοντέλο του stent. Τα δεδομένα στη συνέχεια μεταφέρονται στον εκτυπωτή DLP, ο οποίος παράγει το προσαρμοσμένο στρώμα stent.
Στη διαδικασία του DLP, μια πλατφόρμα οικοδόμησης βυθίζεται σε μια δεξαμενή γεμάτη ρητίνη. Στη συνέχεια, η πλατφόρμα εκτίθεται σε υπεριώδες φως στις επιθυμητές θέσεις σύμφωνα με το ψηφιακό μοντέλο. Όπου το φως χτυπά τη ρητίνη, σκληραίνει. Η πλατφόρμα κατεβαίνει λίγο και το επόμενο στρώμα εκτίθεται στο φως. Με αυτόν τον τρόπο, το επιθυμητό αντικείμενο δημιουργείται στρώμα – στρώμα.
Αναπτύχθηκε ειδική ρητίνη
Μέχρι τώρα, η τεχνολογία DLP μπορούσε να παράγει άκαμπτα και εύθραυστα αντικείμενα χρησιμοποιώντας βιοαποικοδομήσιμα υλικά. Οι ερευνητές του ETH, επομένως, ανέπτυξαν μια ειδική ρητίνη που γίνεται ελαστική μετά την έκθεση της στο φως.
Αυτή η ρητίνη βασίζεται σε δύο διαφορετικά μακρομονομερή. Οι ιδιότητες του αντικειμένου που παράγονται μαζί του μπορούν να ελεγχθούν από το μήκος (μοριακό βάρος) των χρησιμοποιούμενων μακρομονομερών και από την αναλογία ανάμιξής τους, όπως δείχνουν οι ερευνητές στην τελευταία τους μελέτη στο Science Advances.
Μόλις το υπεριώδες φως χτυπήσει τη ρητίνη, τα μονομερή συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα δίκτυο πολυμερούς. Δεδομένου ότι η πρόσφατα ανεπτυγμένη ρητίνη είναι πολύ ιξώδης σε θερμοκρασία δωματίου, οι ερευνητές έπρεπε να την επεξεργαστούν σε θερμοκρασίες 70 έως 90 βαθμούς Κελσίου.