3D-печать внутри человеческого тела. Как и зачем?
Ученые разработали чернила для 3D-принтера, способные твердеть под воздействием ультразвука. Новая технология позволит заменить некоторые хирургические процедуры менее инвазионным вмешательством.
25.12.2023 / 20:55
Иллюстративное фото. Getty Images
За последние годы технология 3D-печати стала использоваться в медицине. Ученые с ее помощью уже давно напечатали искусственное сердце, кожу, даже в космосе сумели напечатать мениск коленного сустава. Сейчас ученые пошли дальше. Технология буквально проникла внутрь человеческого тела. Своими результатами ученые паделились на страницах журнала Science.
Новая технология, получившая название акустической объемной печати глубокого проникновения (DAVP), позволяет печатать определенные структуры через слои биоматериала, такие, как кожа, мышцы и кости. Для этого используется специально разработанные соно-чернила, которые вводятся в организм через крошечный катетер.
Чернила чувствительны к ультразвуку, поэтому сфокусированный излучатель позволяет вызывать их полимеризацию удаленно, что невозможно при 3D-печати, которая с помощью фотореакции строит объект слой за слоем.
Как утверждают ученые, новая технология поможет превратить некоторые операции в менее инвазионные, а также эффективно доставлять противораковые лекарства непосредственно к конкретной части органа, что ограничит побочные эффекты.
Ученые провели эксперименты на животных. Они сумели восстановить поврежденные области сердца козы. Подобное состояние у человека может привести к образованию смертельных тромбов или сердечных приступов. Распространенным методом лечения является операция на открытом сердце.
Команда ученых ввела соно-чернила прямо в сердце через кровеносные сосуды. Под воздействием ультразвука чернила образовали биосовместимую повязку, которая сцепилась с окружающей тканью и защитила поврежденную область.
Во втором тесте ученые ввели чернила в перелом кости куриной ноги и реконструировали ее бесшовным соединением с родными частями.
Схема восстановления перелома кости с помощью акустического объемной печати глубокого проникновения. Скрин видео материалов статьи
В ходе другого эксперимента соно-чернила были наполнены химиотерапевтическим препаратом и эта смесь была введена в поврежденную раком печень свиньи.
Под воздействием ультразвука чернила проникли в поврежденные участки и в течение недели постепенно выпустили лекарство в поврежденные участки, сохранив при этом большую часть здоровых окружающих клеток. Ученые считают, что этот метод может помочь усовершенствовать лечение рака после хирургического удаления опухолей.
Воздействие соно-чернил с лекарством на поврежденный участок печени. Скрин видео материалов статьи
Но до практического использования при лечении людей еще далеко. Чернила должны пройти тесты на нетоксичность. Помимо этого, стимуляция ультразвуком может нагревать ткань на 70 градусов по Цельсию. Ученые надеются усовершенствовать и оптимизировать технологию печати, а также изучить новые материалы для чернил. Поэтому хирургам придется подождать еще несколько лет, пока ультразвуковые принтеры попадут в их распоряжение.
Читайте также:
В космосе на 3D-принтере напечатали часть человеческого тела
3D-печать позволила создать работоспособное искусственное сердце ВИДЕО