Van eiwitten uit zijderupsen kun je een chemisch inerte inkt maken waarmee je kunt 3D-printen zonder boven kamertemperatuur uit te komen. Ideaal voor medische toepassingen, suggereert een publicatie in ACS Biomaterials Science & Engineering.

David Kaplan en collega’s van Tufts University in Medford, Massachusetts, denken daarbij bijvoorbeeld aan implantaten met ingebouwde geneesmiddelen, die langzaam vrij komen en dan bijvoorbeeld infecties voorkomen of de groei van omringend weefsel actief sturen. Als je print met gesmolten plastic sneuvelen zulke additieven door de hitte. Hars die bij kamertermperatuur uithardt, bevat dan vaak weer een agressieve crosslinker of heeft UV-licht nodig waar veel organische verbindingen overgevoelig voor zijn.

Fibroïne-eiwitten in zijde harden wél vanzelf uit, doordat zich intra- en intermoleculaire waterstofbruggen vormen tussen hydrofobe delen van de aminozuurketens. Er ontstaan dan onoplosbare kristallen, opgebouwd uit zogeheten bètasheets.

Voor een bruikbare 3D-printerinkt, die ook uithardt als dunne film waar het oplosmiddel uit verdampt, moet je die bètasheetvorming een beetje versterken. Dat blijkt te kunnen door toevoeging van een polyol. Glycerol ligt als goedkoop en gegarandeerd niet-toxisch natuurproduct het meest voor de hand, en in de praktijk lijkt het ook prima te werken. Maar Kaplan heef het ook uitgeprobeerd met 1,3-propaandiol, 1,2,6-hexaantriol, adonitol, erythritol en nog een stuk of wat polyolen; de resultaten suggereren dat je per toepassing het optimale polyol moet uitzoeken.

Wat er op moleculaire schaal dan precies gebeurt, lijkt hij nog niet te hebben uitgezocht.

bron: American Chemical Society