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
Битва под Каневом: почему на 350 лет замолчали сокрушительную победу России?
Неудобная победа, предательство и идеология. Мы бы могли вообще не узнать об этом триумфе русского оружия...
Бомбы с орбиты: почему советская технология, воскрешенная Китаем, встревожила США?
Американцы слишком долго считали свои системы раннего предупреждения лучшими на планете. Теперь......
С Ноева ковчега сняли запрет: что покажут радары на Арарате?
История, которую больше всего высмеивали ученые, неожиданно становится все более реальной...
Дикий народ чучуна: Кто наводил ужас на коренное население Сибири?
Йети? Люди-изгои? Древнее племя? Пока что вопросов больше, чем ответов...
Почему их ДНК не меняется уже 42 000 лет: определен самый древний народ на планете
Три раза предки жителей Океании встречались с исчезнувшими видами людей, и это в корне изменило их гены...
Тайна «косого глаза» Венеры раскрыта: что увидела нейросеть на картинах Боттичелли?
Художник нарисовал пять портретов прекрасной Симонетты Веспуччи. И каждое полотно еще больше подтверждает страшный диагноз...
Мрачный прогноз для США из 1995 года сбылся: в чем великий ученый Саган оказался прав?
Исследователь говорил: все плохо, но еще не все потеряно. Его советы могут реально помочь всему человечеству...
Новая вселенная внутри звезды: почему Эйнштейн мог ошибаться насчет черных дыр
Больше 20 лет эта гипотеза в буквальном смысле раздирает мир науки. Но, возможно, именно она выведет ученых из тупика сингулярности...
Прорыв в астрономии: найти жизнь в космосе будет гораздо проще
Ученых не пугает даже погрешность в 20%. Зато будут просканированы тысячи планет...
Снегопады в Антарктиде становятся все аномальнее: и ученые, наконец-то, знают почему?
Ученым придется пересмотреть все климатические модели Шестого континента. Кстати, снега там будет выпадать с каждым годом все больше...
Марс под вопросом: что может обнулить иммунитет у космонавтов?
И почему защита организма перестает видеть микробы, выжившие в космосе?...
Тайный Еще одна тайна майя: археологи секрет алтаря в заброшенном городе
Выяснилось, что индейцы долгие столетия продолжали исповедовать, казалось бы, давно забытый древний культ...
43 — проклятый возраст Рюриковичей: почему многие князья не переживали этот роковой рубеж?
Генетики говорят: русская династия слишком поздно поняла, что попала в ловушку «чистой» крови...
Доказана жизнь на спутнике Юпитера: как же бактериям удалось добраться с Земли на Европу?
За 3,5 миллиарда лет земные бактерии могли долететь до 105 звездных систем. Так что у Европы есть все шансы на «заражение»...
Сначала Стоунхендж был... не каменным: найден прототип легендарного святилища
Доисторическая религия оказалась старше на 500 лет, чем считали ученые. И она играла огромную роль в жизни древних людей...
Бельгийскую разведку снова взломали: хакеры целый год качали оттуда секретные данные
Эксперты говорят: проникновение было замечено совершенно случайно. И это пугает...