ผลที่ได้คือโครงน้ำตาลที่ใสเหมือนแก้ว ละลายในน้ำ และย่อยสลายได้เอง โครงน้ำตาลแบบนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในงานวิศวกรรมชีวการแพทย์ (Biomedical Engineering) งานวิจัยโรคมะเร็ง และการผลิตอุปกรณ์ได้เป็นอย่างดี
“นี่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการสร้างรูปร่างโดยรอบซึ่งจะทำให้เราสามารถทำรูปร่างของวัสดุอ่อนหรือปลูกเซลล์และเนื้อเยื่อตามโครงที่สร้างขึ้นได้โดยง่าย และเมื่อเสร็จแล้วโครงเหล่านี้ก็จะละลายหายไป” Rohit Bhargava ผู้อำนวยการศูนย์มะเร็งที่อิลลินอยส์ กล่าว “ตัวอย่างการนำไปใช้งานที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งได้แก่การปลูกเนื้อเยื่อหรือการศึกษาเนื้องอกในห้องแล็บ ตามปกติแล้วการเพาะเลี้ยงเซลล์จะทำบนจานแบนซึ่งทำให้เราได้เซลล์ที่มีคุณลักษณะแบบหนึ่ง แต่มันไม่ใช่วิธีที่สอดคล้องนักกับการทำงานจริงในร่างกาย เพราะในร่างกายมีการกำหนดรูปร่างไว้อย่างชัดเจน และรูปร่างกับหน้าที่การทำงานมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด”
ทีมงานได้ทำการออกแบบเครื่องพิมพ์สามมิติชนิดพิเศษนี้อย่างละเอียด ทั้งตัวกลไกในการพิมพ์และวัสดุที่ใช้ มีการควบคุมความเร็ว อุณหภูมิและความดันอย่างละเอียด เพื่อให้เครื่องพิมพ์สามารถพิมพ์ได้อย่างอิสระ หัวฉีดเคลื่อนไหวไปมาในที่ว่างอย่างอิสระ วัสดุเหลวที่ถูกฉีดออกมาแข็งตัวในเวลาพอเหมาะ ได้เป็นโครงสร้างที่มั่นคง เหมือนกับการวาดรูปกลางอากาศ
นักวิจัยพบว่าไอโซมอลต์จากน้ำตาลแอลกอฮอล์สามารถใช้กับการพิมพ์แบบนี้ได้ดีและไม่ค่อยมีปัญหาเรื่องการเผาไหม้และตกผลึก จึงทำให้พวกเขาสร้างเครื่องพิมพ์ที่มีส่วนผสมที่ลงตัว อุณหภูมิของไอโซมอลต์และความดันขณะที่ปล่อยออกจากหัวฉีด รวมทั้งขนาดของรูหัวฉีดและความเร็วในการเคลื่อนที่ของหัวฉีดจะต้องพอดิบพอดี จึงจะทำให้การพิมพ์เป็นไปอย่างราบรื่นและไอโซมอลต์แข็งตัวเป็นโครงสร้างได้อย่างมั่นคง
นอกจากวัสดุและเครื่องพิมพ์แล้วองค์ประกอบสำคัญอีกอย่างหนึ่งคือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการออกแแบบและควบคุมการพิมพ์ ทีมงานได้ร่วมมือกับผุ้เชี่ยวชาญสร้างอัลกอริทึมขึ้นมาเพื่อใช้ในงานนี้โดยเฉพาะ
ข้อได้เปรียบอีกอย่างหนึ่งสำหรับโครงสร้างพิเศษที่สร้างขึ้นมาด้วยเครื่องพิมพ์สามมิตินี้คือ มันสามารถถูกสร้างให้เป็นท่อหน้าตัดกลมขนาดเล็กจิ๋วซึ่งเมื่อน้ำตาลละลายหายไปแล้ว จะเหลือเป็นท่อกลวงเชื่อมต่อกันซึ่งสามารถใช้งานคล้ายกับหลอดเลือดสำหรับส่งอาหารในเนื้อเยื่อ หรือเป็นเส้นทางการลำเลียงของอุปกรณ์ระบบของไหลจุลภาคหรือไมโครฟลูอิดิกส์
ทีมงานกำลังพัฒนาสารเคลือบพิเศษที่ใช้สำหรับควบคุมระยะเวลาและความเร็วในการละลายของโครงน้ำตาล คล้ายกับการเคลือบยาเม็ด แม้ว่ามันยังคงต้องใช้เวลาอีกสักระยะหนึ่งก่อนที่โครงน้ำตาลนี้จะถูกใช้เพื่อสร้างอวัยวะมนุษย์หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ แต่เทคโนโลยีนี้ก็ยังเป็นความหวังและอาจเป็นความสำเร็จอีกอย่างหนึ่งของวงการแพทย์ในอนาคต
ชมตัวอย่างการพิมพ์สะพานจำลองด้วยไอโซมอลต์ในวิดีโอด้านล่าง
ข้อมูลและภาพจาก illinois.edu, futurism