Gli aghi ipodermici dolorosi potrebbero non essere necessari in futuro per dare colpi, iniettare droghe e prelevare campioni di sangue.

Con la stampa 4-D, Gli ingegneri di Rutgers hanno creato minuscoli aghi che imitano i parassiti che si attaccano ai tessuti e potrebbero sostituire gli aghi ipodermici, secondo uno studio sulla rivista Materiali funzionali avanzati .

Mentre la stampa 3D costruisce gli oggetti strato per strato, 4-D va oltre con materiali intelligenti che sono programmati per cambiare forma dopo la stampa. Il tempo è la quarta dimensione che consente ai materiali di trasformarsi in nuove forme.

"Riteniamo che la nostra matrice di microaghi stampata in 4-D consentirà un uso più robusto e sostenuto di dispositivi minimamente invasivi, microaghi indolori e facili da usare per la somministrazione di farmaci, ferite che guariscono, biorilevamento e altre applicazioni sui tessuti molli, ", ha affermato l'autore senior Howon Lee, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale presso la School of Engineering della Rutgers University-New Brunswick.

Gli aghi ipodermici sono ampiamente utilizzati negli ospedali e nei laboratori per estrarre sangue e iniettare farmaci, causando dolore, cicatrizzazione della pelle e rischio di infezione. Le persone con diabete spesso prelevano campioni di sangue più volte al giorno con aghi per monitorare i livelli di zucchero nel sangue.

I microaghi (aghi miniaturizzati) stanno guadagnando attenzione perché sono corti, sottile e poco invasivo, riducono il dolore e il rischio di infezione e sono facili da usare. Ma la loro debole adesione ai tessuti è una sfida importante per la somministrazione controllata di farmaci a lungo termine o per il biorilevamento, che comporta l'utilizzo di un dispositivo per rilevare il DNA, enzimi, anticorpi e altri indicatori di salute.

In natura, alcuni insetti e altri organismi hanno sviluppato caratteristiche microscopiche che aderiscono ai tessuti, come i microuncini dei parassiti, pungiglioni uncinati di api e aculei squamati di istrice. Ispirato da questi esempi, Gli ingegneri di Rutgers hanno sviluppato un microago che si incastra con il tessuto quando viene inserito, migliorare l'adesione. Hanno combinato una tecnica di stampa micro 3-D e un approccio di stampa 4-D per creare barbe rivolte all'indietro su un microago.

Usando il tessuto muscolare di pollo come modello, i ricercatori hanno dimostrato che l'adesione dei tessuti con il loro microago è 18 volte più forte rispetto a un microago senza ardiglione. La loro creazione supera gli esempi riportati in precedenza, con conseguente somministrazione di farmaci più stabile e robusta, raccolta di biofluidi e biosensing, lo studio dice.