Nová ultrazvuková technológia by mohla 3D tlačiť implantáty v tele
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 13. 12. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Aby boli operácie minimálne invazívne, bolo by skvelé, keby sa implantáty mohli vstreknúť do tela v tekutej forme a potom by stuhli, keď sú na mieste. Jedného dňa by to mohol práve toto umožniť nový proces 3D tlače založený na ultrazvuku.
Najbežnejší typ 3D tlače zahŕňa vytváranie trojrozmerných objektov ukladaním po sebe nasledujúcich vrstiev viskózneho materiálu, ktorý následne stvrdne. Ďalšia zavedená metóda 3D tlače, známa ako objemová tlač, zahŕňa lúče alebo obrazce svetla prechádzajúce cez priehľadný vrch a boky nádoby, vo vnútri ktorej je fotosenzitívna želatínová živica.
Kdekoľvek je živica vystavená svetlu, polymerizuje, čiže tuhne. Zvyšok živice v nádobe zostáva gélom. Pohybom svetelného zdroja, aby sa dostal do rôznych častí živice, je možné postupne vybudovať veľmi detailný trojrozmerný objekt.
Jedným z limitujúcich faktorov objemovej tlače je skutočnosť, že aby svetlo dosiahlo svoj cieľ, nádoba a živica musia byť priehľadné. Pretože ľudská koža a biologické tkanivo sú takmer nepriehľadné, svetlo cez ne môže preniknúť len do niekoľkých milimetrov. To znamená, že v súčasnej podobe sa táto technika nedá použiť na vytvorenie implantátov priamo v tele.
S ohľadom na toto obmedzenie vedci z Dukeovej University a Harvardovej lekárskej fakulty vynašli novú techniku založenú na zvuku nazývanú ako hlboko prenikajúca akustická volumetrická tlač alebo DAVP (Deep-penetrating Acoustic Volumetric Printing). Namiesto fotocitlivej živice využíva biologicky kompatibilný „atrament“ vhodný pre ultrazuk, ktorý je známy ako sono-atrament a je vytvorený tak, aby sa zahrial a potom stuhol, keď absorbuje pulzy ultrazvuku.
Tento viskózny atrament by mohol byť vstreknutý do časti tela, kde je potrebný implantát, a potom vystavený hlboko zasahujúcim ultrazvukovým vlnám dodávaným strategicky zameranou externou sondou. Akonáhle bude samotný implantát polymerizovaný do požadovanej formy, akýkoľvek zvyšný atrament by mohol byť odstránený z tela pomocou injekčnej striekačky.
V závislosti od zamýšľanej aplikácie môže byť sono-atrament formulovaný tak, aby bol dlhotrvajúci alebo biologicky odbúrateľný a aby napodobňoval rôzne typy biologického tkaniva, ako je kosť.
V doteraz vykonaných laboratórnych testoch vedci použili technológiu DAVP na utesnenie časti kozieho srdca, ako by to bolo potrebné pri liečbe nevalvulárnej fibrilácie predsiení, či opravu kostného defektu na kuracej nohe alebo 3D tlač chemoterapeutického hydrogélového lieku dávkovaného do tkaniva pečene.
„Pretože môžeme tlačiť cez tkanivo, umožňuje to množstvo potenciálnych aplikácií v chirurgii a terapii, ktoré tradične zahŕňajú veľmi invazívne a rušivé metódy,“ povedal docent Junjie Yao, ktorý viedol štúdiu spolu s docentom Y. Shrike Zhangom a postdoktorandským výskumným pracovníkom Xiao Kuangom. „Táto práca otvára vzrušujúcu novú cestu vo svete 3D tlače a sme nadšení, že môžeme spoločne preskúmať potenciál tohto nástroja“.
Článok o štúdii bol nedávno publikovaný v magazíne Science.
