Чтобы операции оставались минимально инвазивными, было бы здорово, если бы имплантаты можно было вводить в организм в жидкой форме, а затем затвердевать на месте. Что ж, новый процесс 3D-печати на основе ультразвука однажды может сделать это возможным.
Самый распространенный тип 3D-печати предполагает создание трехмерных объектов путем нанесения последовательных слоев вязкого материала, который впоследствии затвердевает. Другой признанный метод 3D-печати, известный как объемная печать, включает в себя проецирование лучей или узоров света через прозрачную верхнюю и боковые части контейнера, внутри которого находится светочувствительная желеобразная смола.
Везде, где эта смола подвергается воздействию. на свету она полимеризуется (затвердевает) – остальная часть смолы в контейнере остается гелем. Перемещая источник света так, чтобы он достигал разных частей смолы, можно постепенно создать очень подробный трехмерный объект.
Одним из ограничивающих факторов объемной печати является тот факт, что для того, чтобы свет достиг цели, контейнер и смола должны быть прозрачными. Поскольку человеческая кожа и биологические ткани почти непрозрачны, свет может проникать через них лишь на несколько миллиметров. Это означает, что в нынешнем виде эту технику нельзя использовать для создания имплантатов в организме.
Учитывая это ограничение, ученые из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы изобрели новый звук Технология, основанная на технологии глубокопроникающей акустической объемной печати, или DVAP. Вместо фоточувствительной смолы в нем используются биосовместимые «чернила», обработанные ультразвуком, известные как соно-чернила, которые нагреваются, а затем затвердевают при поглощении импульсов ультразвука.
Эти вязкие чернила предположительно можно было бы вводить в ту часть тела, где требовался имплантат, а затем подвергать воздействию глубоко идущих ультразвуковых волн, излучаемых стратегически сфокусированным внешним датчиком. Как только имплантат полимеризуется до желаемой формы, остатки чернил можно удалить из организма с помощью шприца.
В зависимости от предполагаемого применения соно-чернила могут быть изготовлены так, чтобы они были стойкими или стойкими. биоразлагаемыми и имитировать различные типы биологических тканей, таких как кости.
В этом примере ДАВП используется для закрытия ушка левого предсердия в сердце козла, что может снизить риск образования тромбов внутри сердца. Джуньцзе Яо, Университет Дьюка; Шрайк Юй Чжан, Гарвардская медицинская школа
В проведенных на данный момент лабораторных испытаниях ученые использовали технологию DVAP, чтобы запечатать участок козьего сердца (что потребуется при лечении неклапанной фибрилляции предсердий), восстановить костный дефект в куриную ножку и печатать гидрогели для дозирования химиотерапевтических препаратов внутри ткани печени.
«Поскольку мы можем печатать сквозь ткань, это открывает множество потенциальных применений в хирургии и терапии, которые традиционно включают в себя очень инвазивные и разрушительные методы. методы», — сказал доцент Duke. Профессор Цзюньцзе Яо, который руководил исследованием вместе с доцентом Гарварда. Профессор Ю. Шрайк Чжан и научный сотрудник Сяо Куан. «Эта работа открывает новые захватывающие возможности в мире 3D-печати, и мы рады вместе изучить потенциал этого инструмента».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Наука.
