Исследователи из Университета Лидса в сотрудничестве с Эдинбургским университетом напечатали на 3D-принтере мягкие синтетические поверхности с той же текстурой, что и человеческий язык. Сделанные из силикона, они имитируют топологию, эластичность и смачиваемость этого сложного органа. Инновация, которая может открыть новые возможности с точки зрения тестирования свойств продуктов питания, фармацевтических препаратов, а также помочь лучше понять определенные реакции (например, сухость во рту) без необходимости делать это на человеке.
Язык - это сложный орган, состоящий из нескольких мускулов, сильно васкуляризированных и способных передавать вкус благодаря множеству вкусовых рецепторов. Они покрывают весь язык и позволяют нам ощущать пять вкусов: сладкий, соленый, кислый, горький, умами, а остальные ощущаются через обоняние. Эти сосочки придают языку особую поверхность, которую нелегко воспроизвести. Однако исследователи из Университета Лидса приняли вызов и выбрали 3D-печать.
Доктор Эфрен Андабло-Рейес, директор по исследованиям, объясняет: «Воссоздание поверхности обычного человеческого языка сопряжено с уникальными архитектурными проблемами. Сотни небольших почекоподобных структур, называемых сосочками, придают языку характерную грубую текстуру, которая в сочетании с мягкостью тканей создает механически сложный ландшафт. Мы стремились воспроизвести важные механические характеристики человеческого языка (то есть приятное восприятие ощущений во рту и адекватную смазку для глотания) на поверхности, которую легко использовать в лаборатории для воспроизведения условий лечения полости рта».
Команда объясняет, что они сделали силиконовые слепки поверхностей языка пятнадцати взрослых. Затем они были оптически сканированы, чтобы отобразить размер сосочков, их плотность и среднюю шероховатость языков. Используя компьютерное и математическое моделирование, исследователи разработали 3D-печатную форму, которая случайным образом воспроизводила форму и размеры различных сосочков с правильной плотностью. Таким образом, поверхность могла быть отформована из эластомеров, гибкость и смачиваемость которых были оптимизированы. Похоже, что команда использовала 3D-принтер DLP для 3D-печати поверхности формы.
Затем было проведено несколько тестов, чтобы проверить, воспроизводит ли поверхность характеристики языка. Исследователи использовали разные жидкости разной сложности, чтобы увидеть, как они действуют при контакте с языком. Результаты оказались идентичными результатам, полученным на силиконовых оттисках.
Такой исследовательский проект может иметь большое влияние на сектор продуктов питания и здравоохранения. Анвеша Саркар, главный исследователь, объясняет: «Этот проект имеет решающее значение для количественного понимания того, как жидкости взаимодействуют в полости рта. Созданная нами биомиметическая поверхность языка может служить уникальным механическим инструментом для обнаружения подделок в продуктах питания и напитках на основе свойств текстуры, что является глобальной проблемой и может помочь обеспечить безопасность пищевых продуктов». Его также можно применить к фармацевтическим препаратам и помочь в разработке новых терапевтических технологий. Прочитать о полном исследовании вы можете ЗДЕСЬ.