Разработен е нов начин за 3D принтиране в човешкото тяло. Методът, който се осъществява чрез изпращане на ултразвукови вълни към инжекционно биосъвместимо мастило, е изобретен от екип изследователи от Университета Дюк и медицинския факултет в Харвард.
Както е описано подробно в нова статия, публикувана в списание Science, изследването на екипа се основава на предварително разработено фоточувствително мастило, което се втвърдява, когато е изложено на лъчи светлина, което позволява на учените бавно да изграждат сложни биомедицински структури.
Но светлината може да проникне само на няколко милиметра в тъканта на даден пациент. Звуковите вълни обаче могат да проникнат много по-дълбоко.
Новият процес, наречен "дълбокопроникващ акустичен обемен печат" (DVAP - "deep-penetrating acoustic volumetric printing") може да отведе концепцията още по-далеч, позволявайки на учените да поправят кости или дори да поправят неправилно функциониращи сърдечни клапи - като същевременно напълно се откажат от необходимостта от инвазивна хирургия.
"DVAP разчита на соно-термичния ефект, който възниква, когато звуковите вълни се абсорбират и повишават температурата, за да втвърдят нашето мастило", разказва Дзюндзие Яо (Junjie Yao), съавтор и доцент по биомедицинско инженерство в изявление.
"Ултразвуковите вълни могат да проникнат повече от 100 пъти по-дълбоко от светлината, докато все още са ограничени в пространството, така че можем да достигнем до тъкани, кости и органи с висока пространствена прецизност, които не са били постижими с методите за печат, базирани на светлина", добавя Яо.
След като биосъвместимото "соно-мастило" достигне целевата област, специално проектирана ултразвукова сонда може след това да я втвърди на място, за да създаде сложни структури.
"Самото мастило е вискозна течност, така че може да се инжектира в целева област сравнително лесно и докато движите сондата за ултразвуков печат наоколо, материалите в мастилото ще се свържат заедно и ще се втвърдят", обяснява Шрике Джан (Shrike Zhang), съавтор и асоцииран биоинженер в Brigham and Women’s Hospital на Харвард, в изявлението.
"След като се приключи, може да се отстрани останалото мастило, което не е втвърдено чрез спринцовка", добавя Джан.
Най-хубавото от всичко е, че учените намират начини да формулират нови версии на своето "соно-мастило" вариращи от издръжливи подобни на кости скелета до по-меки, по-гъвкави сърдечни клапи.
В поредица от три теста екипът изработва специална структура, за да затвори секция в сърцето на коза, за да спре събирането на кръв в органа. Тъканта се втвърдява и безопасно се залепва към тъканта без никакви усложнения. Екипът се справя и с костен дефект в крак на пиле.
DAVP отпечатва 3D конструкции чрез втвърдяване на соно-мастила с фокусирани ултразвукови вълни. Соно-термичният ефект задейства разлагането на соно-мастилата, за да образуват полимерни мрежи в ултразвуковата фокална зона. Кредит: Xiao Kuang et al.
Учените също така демонстрират, че специален хидрогел от соно-мастило може бавно да освобождава химиотерапевтично лекарство в черния дроб.
Но, както винаги, трябва да се направят още много изследвания, преди да може да се каже със сигурност дали същата технология може да работи при хора.
"Все още сме далеч от въвеждането на този инструмент в клиниките, но тези тестове потвърждават потенциала на тази технология", отбелязва Джан в изявлението. "Ние сме много развълнувани да видим докъде може да се стигне оттук нататък".
Справка: Xiao Kuang et al., Self-enhancing sono-inks enable deep-penetration acoustic volumetric printing. Science 382, 1148-1155(2023). DOI: 10.1126/science.adi1563
Източник: Doctors Invent New Way to 3D Print Inside the Body, futurism
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари