Группа исследователей из инженерной школы Тейера Дартмутского колледжа опубликовала документ, в котором подробно описываются их эксперименты с флуоресцентными материалами для 3D печати с настраиваемыми оптическими свойствами.

В частности, ребята были сосредоточены на печати смолы с помощью ЖК-принтера, и, согласно докладу, команда добилась успеха в производстве флуоресцентных материалов с настраиваемыми характеристиками поглощения и рассеяния, используя выбор коммерчески доступных смол в качестве основы.

Образцы напечатаны на готовых полимерных основах и были смешаны с различными добавками, которые включали флуорофоры, поглотители и рассеиватели для изменения флуоресцентных свойств. В качестве флуорофора использовался лазерный краситель IR-125, в качестве поглотителя — гемин, в качестве рассеивателя — TiO2. Растворы были приготовлены с помощью процесса обработки ультразвуком перед размешиванием с основными смолами, что обеспечило гомогенную смолу для печати. Сама печать велась с помощью 3D принтера Phrozen Sonic Mini LCD MSLA и программного обеспечения для резки с открытым исходным кодом Chitubox.

После процесса печати детали прошли процесс очистки в изопропиловом спирте и высохли. Затем они были погружены в свет 405 нм, чтобы завершить отверждение. Напечатанные образцы были изготовлены так, чтобы имитировать флуоресценцию индоцианинового зеленого (ICG), поскольку это наиболее распространенный метод контрастного красителя, используемый в медицинской визуализации. Флуорофоры поглощают световую энергию определенной длины волны и повторно излучают свет с большей длиной волны. Когда они помещены внутрь тела, они флуоресцируют, и возникающее в результате свечение можно визуализировать.

Один образец был напечатан в виде артериального дерева (кровеносных сосудов) и помещен внутрь сканера МРТ, где и показал свои флуоресцентные свойства. На приведенном ниже графике видно, что светящаяся смола сравнима по излучению и поглощению с ICG в плазме (контрастный краситель в хирургии).


Трехмерная печать флуоресцентных материалов с настраиваемыми оптическими свойствами потенциально может предоставить средства массового производства стабильных флуоресцентных мишеней для визуализации и оптических тканевых фантомов. Это, в свою очередь, может иметь прямое применение в области обнаружения рака (подробнее об исследовании вы можете прочитать на веб-сайте Nature).