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
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...