3D-печать прямо внутри тела: Медики научились создавать имплантанты сразу по месту
Команда исследователей из Дюкского университета и Гарвардской медицинской школы заявляет, что разработала новый способ трехмерной печати внутри человеческого организма. Метод заключается в направленном воздействии на биосовместимые чернила, вводимые внутривенно.
Как подробно рассказано в новой статье, опубликованной в журнале Science, исследование команды базируется на ранее разработанных фоточувствительных чернилах, которые затвердевают при воздействии лучей света, позволяя ученым медленно создавать сложные биомедицинские структуры.
Однако как указывается в заявлении об исследовании, свет может проникать только на несколько миллиметров в ткани пациента. В то время как звуковые волны могут работать гораздо глубже.
Новый процесс, получивший название «глубокая акустическая объемная печать» (ГАОП), может зайти еще дальше, позволяя специалистам восстанавливать кости или даже ремонтировать неисправные сердечные клапаны без необходимости в операции.
— соавтор и профессор биомедицинской инженерии Дюкского университета Джунджи Яо.
Как только биосовместимые «соночернила» достигают целевой области, специально разработанная ультразвуковая зондирующая головка может отверждать их на месте, создавая сложные структуры.
— соавтор и биоинженер гарвардской больницы Бригемем и Вименс Хоспитал Шрайк Чжан.
При этом ученые смогли разработать новые варианты «соночернил»: прочные аналоги костей и более гибкие, пластичные сердечные клапаны.
В серии из трех тестов команда создала специальную структуру, чтобы восстановить часть внутренней перегородки сердца козы, чтобы остановить кровоток. Ткань затвердела и безопасно закрепилась на ткани без осложнений. Команда также успешно и без осложнений устранила дефект кости в ноге курицы.
Ученые дополнительно продемонстрировали, как специальный соногидрогель может медленно высвобождать химиотерапевтическое лекарство в печень. Это свойство соночернил позволит объединить трансплантологию и медикаментозное лечение, решая проблему доставки лекарства к «ремонтируемому» органу.
Как всегда, перед тем, как уверенно сказать, что такая технология будет работать у людей, требуется провести еще много исследований.
— Шрайк Чжан.
Как подробно рассказано в новой статье, опубликованной в журнале Science, исследование команды базируется на ранее разработанных фоточувствительных чернилах, которые затвердевают при воздействии лучей света, позволяя ученым медленно создавать сложные биомедицинские структуры.
Однако как указывается в заявлении об исследовании, свет может проникать только на несколько миллиметров в ткани пациента. В то время как звуковые волны могут работать гораздо глубже.
Новый процесс, получивший название «глубокая акустическая объемная печать» (ГАОП), может зайти еще дальше, позволяя специалистам восстанавливать кости или даже ремонтировать неисправные сердечные клапаны без необходимости в операции.
ГАОП основан на сонотермическом эффекте, который происходит, когда звуковые волны поглощаются и повышают температуру для застывания наших чернил. Ультразвуковые волны могут проникать более 100 раз глубже, чем свет, сохраняя пространственную конфинированность, поэтому мы можем достигать тканей, костей и органов с высокой пространственной точностью, которую не может обеспечить метод печати на основе света
— соавтор и профессор биомедицинской инженерии Дюкского университета Джунджи Яо.
Как только биосовместимые «соночернила» достигают целевой области, специально разработанная ультразвуковая зондирующая головка может отверждать их на месте, создавая сложные структуры.
Биосовместимые чернила сами по себе являются вязкой жидкостью, поэтому их можно легко ввести в целевую область, и при движении ультразвуковой производящей зондирующей головки материалы в чернилах связываются и затвердевают. После окончания процесса можно удалить остатки с помощью шприца
— соавтор и биоинженер гарвардской больницы Бригемем и Вименс Хоспитал Шрайк Чжан.
При этом ученые смогли разработать новые варианты «соночернил»: прочные аналоги костей и более гибкие, пластичные сердечные клапаны.
В серии из трех тестов команда создала специальную структуру, чтобы восстановить часть внутренней перегородки сердца козы, чтобы остановить кровоток. Ткань затвердела и безопасно закрепилась на ткани без осложнений. Команда также успешно и без осложнений устранила дефект кости в ноге курицы.
Ученые дополнительно продемонстрировали, как специальный соногидрогель может медленно высвобождать химиотерапевтическое лекарство в печень. Это свойство соночернил позволит объединить трансплантологию и медикаментозное лечение, решая проблему доставки лекарства к «ремонтируемому» органу.
Как всегда, перед тем, как уверенно сказать, что такая технология будет работать у людей, требуется провести еще много исследований.
Мы все еще далеки от внедрения этого инструмента в клиническую практику, но тесты подтвердили потенциал технологии. Нам самим интересно увидеть, куда она может привести
— Шрайк Чжан.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Красноярске обнаружены следы глобальной катастрофы, случившейся 12 800 лет назад
Это было внезапно, ужасно и очень быстро: гигантская волна или ударная волна прошлась по этим местам, сметая все на своем пути и перетасовывая кости людей,...
Почему Христос умер на кресте быстрее, чем разбойники: ученые объяснили эпизод из Нового Завета
Поразительно, но это был целый клубок событий, которые произошли в последние сутки до распятия...
Атомная катастрофа Гитлера: оказывается, немцы едва не устроили собственную Хиросиму еще в 1942 году
Почему громкая авария в лаборатории поставила жирный крест на мечтах Германии поработить всю планету?...
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Какую тайну хранит загадочное яйцо из Антарктиды возрастом 68 млн лет?
В истории было все: научный детектив, круг подозреваемых и даже палеонтологическая сенсация...
300-летний секрет «золотых» скрипок Страдивари наконец-то разгадан?
И почему ученые в поисках тайны забрели в отдаленную долину в самом сердце Итальянских Альп?...
Киты-убийцы замечены в каннибализме? Российские ученые обнаружили окровавленные плавники на берегу
Эта «война», по словам исследователей, продолжается уже… 100 000 лет...
Обнаружена древнейшая карта ночного неба, которая 2000 лет считалась утраченной навсегда
Это был настоящий научный детектив: текст скрывался в неожиданном месте. Современные технологии доказали, что написанное раз стереть полностью уже невозможно...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...