Científicos alemanes han desarrollado una nueva tecnología para «ensamblar materia» en 3D. Su concepto utiliza múltiples hologramas acústicos para generar campos de presión con los que se pueden imprimir partículas sólidas, perlas de gel e incluso células biológicas. Los resultados de esta investigación abren el camino para nuevas técnicas de cultivo celular en 3D con aplicaciones en ingeniería biomédica.

La fabricación aditiva o impresión 3D permite la fabricación de piezas complejas a partir de materiales funcionales o biológicos. La impresión 3D convencional puede ser un proceso lento, donde los objetos se construyen una línea o una capa a la vez. Investigadores alemanes ahora demuestran cómo formar un objeto 3D a partir de bloques de construcción más pequeños en un solo paso.

El equipo pudo usar su técnica basada en el sonido para imprimir objetos 3D a partir de micropartículas sólidas, perlas de hidrogel e incluso células biológicas, sin contacto (salvo las ondas de sonido, por supuesto).

El sonido se puede usar para formar objetos porque las ondas de sonido ejercen fuerza; piensa en la presión que sientes parado frente a una enorme pila de altavoces en un espectáculo (¡también, ponte los tapones para los oídos!) o el  estampido sónico  de un avión supersónico. El ultrasonido moldeado utilizado por los investigadores resuena a una alta frecuencia que es inaudible para el ser humano y puede ser reconducido a niveles microscópicos, capaz de manipular medios extremadamente pequeños, como las células.

Sobre la base de investigaciones anteriores que utilizan ultrasonido para imprimir en dos dimensiones, la nueva técnica utiliza múltiples «hologramas acústicos», hechos con placas de diseño destinadas a producir una determinada forma de onda de sonido. Al rodear el material, crean un campo que lo recoge y luego forma cualquier figura que desee imprimir. Es como usar las manos para hacer una bola de nieve, pero con ultrasonido y a nivel celular.

Pasar del modelo 3D al campo de ultrasonido fue bastante difícil y requirió un algoritmo personalizado para lograrlo.

Por otra parte, las ondas de sonido no dañan las células, lo que significa que no se necesitan aditivos químicos, por lo que la técnica podría ser especialmente útil en la  bioimpresión 3D de tejidos  y cultivos celulares. Las ondas de ultrasonido también pueden penetrar profundamente en los tejidos, lo que permite una manipulación más cuidados de las células.