Представьте себе мир, в котором можно было бы печатать органы или ткани прямо внутри своего тела? Хотя это кажется обычной научной фантастикой, исследователи из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы сделали это возможным. Они разработали и протестировали новый процесс 3д печати с использованием сфокусированного ультразвука и биосовместимых чернил, которые могут применяться для всего - от сращивания костей и заживления ран до восстановления сердечных клапанов. Есть надежда, что это приведет к созданию более безопасных и менее инвазивных хирургических процедур.
Несмотря на то, что мы уже давно восхваляем преимущества 3д технологий в медицинском секторе, нам предстоит преодолеть ещё множество препятствий. Это связано с тем, что многие из существующих процессов используют либо экструзию, либо фотополимеризацию, но ни один из этих методов не подходит для сквозной тканевой 3д печати.
В случае с экструзией причина, по которой она не может быть выполнена внутри, очевидна, а если вам все равно придется вскрывать тело, почему бы не провести всё снаружи? Однако 3д печать внутри тела также невозможна при использовании различных методов фотополимеризации. Почему? Очень просто: свет не может пройти через кожу и органы, поскольку он легко рассеивается.
Новый процесс, названный глубоко проникающей акустической объемной печатью, или DVAP, решает эти проблемы. Рэнди Кинг, доктор философии, руководитель программы в Отделе прикладной науки и технологий, объясняет: "Фокусированный ультразвук уже несколько десятилетий используется для лечения самых разных заболеваний, что подчеркивает его безопасность и полезность в качестве клинического инструмента. Это новое потенциальное применение, основанное на многолетних технологических достижениях, может заложить основу для того, что ранее считалось невозможным - сквозной ультразвуковой 3D печати". И это не пустые слова. Читайте дальше и все поймете.
Как работает ультразвуковая 3д печать?
Все начинается с разработки особых чернил, чувствительных к ультразвуку. Они состоят из четырех отдельных компонентов: соединения для поглощения ультразвуковых волн; микрочастиц, которые помогают контролировать вязкость; полимера, обеспечивающего структуру и соли, поглощающей тепло, чтобы вызвать застывание. Совместная работа позволяет печатать биосовместимые структуры даже через толстые, многослойные ткани организма.
Эти чернила могут быть адаптированы для различных применений, например, для добавления частиц минерала, чтобы залечить потерю костной ткани. Кроме того, их можно сделать более прочными или разлагающимися в зависимости от потребностей пациента. Такой уровень гибкости очень важен в медицинских приложениях и отлично сочетается с самодельным конфокальным ультразвуковым принтером высокой интенсивности, который был адаптирован для повышения скорости и разрешения.
"Ультразвуковые волны могут проникать более чем в 100 раз глубже, чем свет, оставаясь при этом пространственно ограниченными, поэтому мы можем достигать тканей, костей и органов с высокой точностью, которая была недоступна при использовании световых методов печати".
Ученые уже протестировали этот процесс, создав ткани для свиной печени, а также проведя имитацию операции на козьем сердце. Эксперименты показали многообещающие результаты, а это значит, что в будущем можно будет использовать подобный процесс для замены высокоинвазивных хирургических процедур.
"Поскольку мы можем печатать через ткань, это открывает множество возможностей для применения в хирургии и терапии, которые традиционно связаны с очень разрушительными методами".
Что вы думаете об использовании сфокусированного ультразвука для печати органов прямо внутри тела? Напишите в комментариях.
❤️ Лайк, если ценишь наш труд ❤️
