Una nueva impresora 3D combina los principios de un esc\u00e1ner CT con el modelado ligero de materiales para producir objetos con combinaciones de propiedades \u00fanicas en un tiempo r\u00e9cord. Imagina producir una copia del busto de Albert Einstein equipado con mejillas suaves, una frente s\u00f3lida y que contenga una r\u00e9plica f\u00edsica de la maravilla de un cerebro con solo presionar “imprimir”. O a\u00fan m\u00e1s impresionante, un coraz\u00f3n artificial con la misma rigidez que uno real. Estos son solo algunos ejemplos de objetos impresos en 3D que los investigadores de la Universidad T\u00e9cnica de Dinamarca (DTU) est\u00e1n trabajando para hacer realidad con una nueva tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 3D basada en la luz. Seg\u00fan el l\u00edder del equipo multidepartamental, el profesor asistente Yi Yang de DTU Chemistry, la impresora utiliza los principios de una tomograf\u00eda computarizada invertida.<\/p>\n\n\n\n
“Nuestra impresora construir\u00e1 un objeto f\u00edsico en las intersecciones de im\u00e1genes tomogr\u00e1ficas computarizadas. La tecnolog\u00eda nos permite construir objetos 3D incrustados con diferentes propiedades y transiciones de materiales”, dice Yi Yang.<\/p>\n\n\n\n
Una tomograf\u00eda computarizada proporciona una imagen tridimensional de, por ejemplo, un cerebro mediante la reorganizaci\u00f3n de la informaci\u00f3n en una gran cantidad de im\u00e1genes bidimensionales obtenidas a partir de proyecciones de rayos X, que giran alrededor del paciente y revelan diferentes tipos de tejido. La nueva impresora 3D, por otro lado, producir\u00e1 objetos f\u00edsicos al permitir que los rayos de luz golpeen una masa giratoria y le den forma a la masa de acuerdo con una imagen tridimensional compuesta de im\u00e1genes bidimensionales. Los primeros resultados del proyecto interdisciplinario se hicieron accesibles recientemente en Nature Communications. Recientemente, Yi Yang recibi\u00f3 una subvenci\u00f3n Villum Experiment de 2 millones de coronas, que financiar\u00e1 un postdoctorado y un empleado t\u00e9cnico-administrativo para avanzar en el proyecto.<\/p>\n\n\n\n
Imprime en tres planos Puedes ajustar la elasticidad. “Podemos variar la suavidad de nuestro objeto 3D en funci\u00f3n de nuestro modelo de computadora al controlar las diferentes longitudes de onda emitidas por las fuentes de luz”, dice Yi Yang.<\/p>\n\n\n\n Hasta ahora, la impresora ha logrado imprimir una variedad de geometr\u00edas complejas con materiales clasificados funcionalmente. El profesor asistente explica que el potencial de la impresora se extiende a la producci\u00f3n comercial de varios art\u00edculos. Pero las posibilidades \u00fanicas para ajustar r\u00e1pidamente la suavidad y la forma de la impresi\u00f3n tambi\u00e9n significan que \u00e9l ve el potencial en la vascularizaci\u00f3n de reemplazos artificiales para pacientes que necesitan tejidos y \u00f3rganos nuevos y funcionales.<\/p>\n\n\n\n \u201cEs de esperar que el grado de detalle y flexibilidad en nuestra impresi\u00f3n 3D sea tan extenso que la t\u00e9cnica pueda usarse para producir construcciones completamente vascularizadas usando biopol\u00edmeros como ‘tinta’. Esta tecnolog\u00eda podr\u00eda ser capaz de replicar la suavidad y la acumulaci\u00f3n \u00fanica de vasos sangu\u00edneos, capilares y m\u00fasculos. Hay un largo camino por recorrer, pero esperamos que la impresora pueda acercarnos a la meta”, dice Yang.<\/p>\n\n\n\n Velocidad sin precedentes \u201cEn principio, la t\u00e9cnica permite enviar una tomograf\u00eda computarizada de un objeto y presionar ‘imprimir’. Un momento despu\u00e9s, habr\u00e1 una copia del objeto con la suavidad de la vida real”, concluye Yang.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Aunque las impresoras 3D actuales producen objetos en 3D, la impresi\u00f3n real se realiza en dimensiones m\u00e1s bajas. El material, por ejemplo resinas pl\u00e1sticas, se cura capa por capa, o punto por punto, e imprime objetos de abajo hacia arriba en una placa de impresora. Sin embargo, la nueva impresora 3D realmente imprimir\u00e1 en tres dimensiones, explica el profesor asistente Yi Yang: “Usamos un m\u00e9todo llamado fotopolimerizaci\u00f3n tomogr\u00e1fica en cubeta (TVP), que nos permite imprimir todos los puntos en un objeto 3D simult\u00e1neamente. Uno tiene que imaginar un caja que contiene un pol\u00edmero l\u00edquido, una especie de tinta de impresora polim\u00e9rica. Al exponer la tinta a la luz de ciertas longitudes de onda, determinada por una imagen 3D y construida como una tomograf\u00eda computarizada, la tinta se vuelve s\u00f3lida en la forma deseada”.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Junto con el profesor asociado Aminul Islam en DTU Mechanical Engineering y el profesor Kristoffer Almdal en DTU Chemistry, el profesor asistente Yi Yang est\u00e1 desarrollando los tipos de aparatos correctos para una receta novedosa de resina polim\u00e9rica sensible a la luz, que es importante para aprovechar uno de los grandes beneficios de la tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 3D dependiente de la luz.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Si bien algunos de los beneficios potenciales de la impresora se encuentran en el futuro, ya cuenta con caracter\u00edsticas que podr\u00edan revolucionar la impresi\u00f3n 3D. Por lo general, la velocidad de la impresi\u00f3n 3D depende de la complejidad del objeto y la cantidad de v\u00f3xeles. Los v\u00f3xeles son p\u00edxeles 3D, que se pueden describir como todos los peque\u00f1os puntos que forman una imagen o, en el caso de los v\u00f3xeles, los puntos en una figura tridimensional. Sin embargo, dado que la nueva impresora 3D utiliza una imagen CT invertida como plantilla y simplemente cambia el material polim\u00e9rico con rayos de luz en lugar de imprimir punto por punto, los objetos se pueden producir casi instant\u00e1neamente.<\/p>\n\n\n\n