Pencetakan 4D menciptakan jarum kecil yang terinspirasi oleh parasit yang dapat menggantikan jarum hipodermik – Sains Terkini

Jarum hipodermik yang menyakitkan mungkin tidak diperlukan di masa depan untuk memberikan suntikan, menyuntikkan obat dan mendapatkan sampel darah.

Dengan pencetakan 4D, para insinyur Rutgers telah menciptakan jarum kecil yang menyerupai parasit yang menempel pada jaringan dan dapat menggantikan jarum hipodermik, menurut sebuah studi di jurnal Materi Fungsional Tingkat Lanjut.


Sementara pencetakan 3D membangun objek lapis demi lapis, 4D melangkah lebih jauh dengan bahan pintar yang diprogram untuk mengubah bentuk setelah pencetakan. Waktu adalah dimensi keempat yang memungkinkan material berubah menjadi bentuk baru.

"Kami pikir array microneedle 4D-cetak kami akan memungkinkan untuk penggunaan microneedle invasif minimal, bebas rasa sakit dan mudah digunakan untuk memberikan obat-obatan, penyembuhan luka, biosensing dan aplikasi jaringan lunak lainnya," kata penulis senior Howon Lee, seorang asisten profesor di Departemen Teknik Mesin dan Dirgantara di School of Engineering di Rutgers University-New Brunswick.

Jarum hipodermik banyak digunakan di rumah sakit dan laboratorium untuk mengekstraksi darah dan menyuntikkan obat-obatan, menyebabkan rasa sakit, kulit parut dan berisiko infeksi. Penderita diabetes sering mengambil sampel darah beberapa kali sehari dengan jarum untuk memantau kadar gula darah.

Mikroneedle (jarum miniatur) mendapatkan perhatian karena mereka pendek, tipis dan minimal invasif, mengurangi rasa sakit dan risiko infeksi dan mudah digunakan. Tetapi daya rekatnya yang lemah pada jaringan merupakan tantangan utama untuk pemberian obat yang dikendalikan dalam jangka panjang atau untuk biosensing, yang melibatkan penggunaan perangkat untuk mendeteksi DNA, enzim, antibodi, dan indikator kesehatan lainnya.

Di alam, beberapa serangga dan organisme lain telah mengembangkan fitur mikroskopis yang melekat pada jaringan, seperti microhooks parasit, sengat lebah madu berduri, dan bulu duri landak bersisik. Terinspirasi oleh contoh-contoh ini, para insinyur Rutgers mengembangkan microneedle yang berhubungan dengan jaringan ketika dimasukkan, meningkatkan adhesi. Mereka menggabungkan teknik pencetakan 3D mikro dan pendekatan pencetakan 4D untuk membuat duri yang menghadap ke belakang pada microneedle.

Menggunakan jaringan otot ayam sebagai model, para peneliti menunjukkan bahwa adhesi jaringan dengan microneedle mereka 18 kali lebih kuat daripada dengan microneedle tanpa tulang. Hasil ciptaan mereka mengungguli contoh yang dilaporkan sebelumnya, menghasilkan pengiriman obat yang lebih stabil dan kuat, pengumpulan bio-cairan dan biosensing, kata studi tersebut.


Tiga penulis utama studi ini termasuk Daehoon Han, seorang mantan mahasiswa doktoral Rutgers yang sekarang menjadi postdoc di University of Minnesota, Riddish S. Morde, seorang mantan mahasiswa master Rutgers, dan seorang peneliti di University of Pisa di Italia. Mahasiswa doktoral Rutgers, Chen Yang dan para peneliti di University of Pisa berkontribusi pada penelitian ini, yang didanai oleh New Jersey Health Foundation dan Kementerian Pendidikan, Universitas dan Penelitian Italia.

Referensi:

Material disediakan oleh Universitas Rutgers. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.