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
Почему Китай так стремительно обгоняет США: Эксперт вскрыл секрет, который не замечал никто
Аналитик Дэн Ван уверен: если Запад не начнет срочно меняться, то он обречен перед Востоком...
Великий обман древности: итальянские ученые доказали, что историк соврал о гибели Помпей
Случайная надпись на стене перечеркнула официальную дату смерти города...
Роковая ошибка древних врачей: Почему современные ученые считают, что Александра Македонского похоронили заживо?
Он слышал плач своих полководцев и видел приготовления к бальзамированию, но не мог пошевелиться. Тело великого царя стало его собственным гробом...
Он все слышал, но не мог пошевелиться: Жуткая правда о том, почему тело Александра Македонского не разлагалось
Великий царь стал заложником собственной плоти. Диагноз, который поставили спустя 2300 лет, объясняет все: и «чудо» нетленности, и страшную смерть....
Невероятная находка в Дании: как золотые копья возрастом 2800 лет могут переписать историю Европы?
Ученые рассказали, зачем древние люди закопали драгоценное оружие у священного источника. Ответ потрясает...
Почему Китай так стремительно обгоняет США: секрет, который не замечал никто. Часть 2
Уханьское метро, темная сторона инженерного государства и есть ли шансы у Штатов...
Египет хотел создать МОРЕ в пустыне Сахара: почему проект заморозили на 60 лет?
Часть первая: Реальный шанс спастись от всемирного потопа...
Новое исследование показало: Стоунхендж столетиями «водил за нос». Похоже, историю опять придется переписывать
Оказалось, что сенсация скрывалась в огромном круге, состоящем из загадочных шахт...
Российский ученый уверен, что максимально приблизился к разгадке тайны шаровой молнии
Похоже, наука ошибалась: это не плазменный сгусток, а «живой кристалл» из частиц-призраков...
ЦРУ, море в пустыне и нефть: кто и зачем остановил проект Египта на 60 лет?
Часть вторая: Холодная война, 200 ядерных взрывов и 15 миллиардов, которые могут все изменить...
Алкогольная цивилизация: древние люди освоили земледелие... ради пива
Ученые давно подозревали это, а новые находки только подлили масла в огонь «пивной» версии...
Новый российский материал спасает от пожаров и взрывов аккумуляторов
Почему эксперты называют разработку сахалинских ученых настоящим прорывом в сохранении энергии?...