Le sucre n’est pas toujours destiné à être comestible. Ses applications peuvent également servir la science et apporter une contribution significative dans l’ingénierie biomédicale, la recherche sur le cancer et la fabrication d’appareils.
La découverte d’aujourd’hui commence avec la fabrication d’une imprimante 3D spécifique. L’imprimante 3D dont nous parlons aujourd’hui a été spécialement fabriquée pour produire un réseau de minces rubans d’isomalt durci (c’est le type d’alcool de sucre utilisé pour faire des pastilles pour la gorge).
Grâce à une technique appelée impression de forme libre (Free-form printing), la buse de l’imprimante 3D se déplace dans l’espace, le matériau fondu durcit, laissant derrière lui une structure robuste.
« C’est un excellent moyen de créer des formes autour desquelles on peut modeler des matériaux mous ou faire pousser des cellules et des tissus, puis l’échafaudage se dissout », explique Rohit Bhargava, professeur de bioingénierie et directeur du centre du cancer de l’Illinois. « Par exemple, une application possible est de faire pousser des tissus ou d’étudier les tumeurs dans le laboratoire. Les cultures cellulaires sont généralement effectuées sur des surfaces plates. Cela nous donne un aperçu de certaines caractéristiques des cellules, mais ce n’est pas une façon très dynamique de voir comment un système fonctionne réellement dans le corps. Dans le corps, il y a des formes bien définies, et la forme et la fonction sont très étroitement liées. »
Professeur d’Illinois Rohit Bhargava, à gauche, et Ph.D. diplômé Matthew Gelber a développé une imprimante 3D de forme libre qui peut créer des échafaudages à partir de sucre pour des applications de fabrication et de fabrication de tissus.
Photo par L. Brian Stauffer
Cependant, il convient de noter que d’autres types d’impression de sucre auraient pu être utilisés dans cette recherche ; le seul bémol est que les chercheurs auraient eu des problèmes avec la combustion du sucre ou sa cristallisation d’où leur choix pour l’isomalt d’alcool de sucre. C’est également la raison pour laquelle ils ont eu besoin d’une imprimante 3D spécifique capable d’imprimer avec précision des structures d’isomalt stables.
Deux principaux avantages sont observés avec ce type d’impression 3D :
– La capacité de fabriquer des tubes minces avec des sections transversales circulaires, ce qui n’est pas possible avec l’impression 3D polymère classique. En effet, tout en se dissolvant, le sucre « laisse une série de tubes cylindriques reliés et de tunnels qui peuvent être utilisés comme des vaisseaux sanguins pour transporter des nutriments dans les tissus ou pour créer des canaux dans des dispositifs micro-fluidiques ».
– La possibilité de contrôler les propriétés mécaniques de chaque partie de la structure sans changements drastiques dans les paramètres de l’imprimante 3D.
Les échafaudages sont aujourd’hui utilisés dans les dispositifs micro-fluidiques et les cultures cellulaires.
Cette recherche fait partie du travail de thèse de Matthew Gelber qui a donné plus de détails sur la fabrication d’algorithmes utilisée pour leur imprimante 3D. Rohit Bhargava et Matthew Gelber espèrent que leurs modèles peuvent être utilisés pour développer d’autres applications pour les structures d’isomalt.
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