Вчені розробили технологію 3D-друку всередині людського тіла: як це працює
![](/files/news/2023/12-13/373707/a5.jpg)
Дослідники з Дюкського університету та Гарвардської медичної школи (обидва – США) розробили новий спосіб 3D-друку, який дозволяє створювати речі безпосередньо всередині людського тіла. Вони створили ін’єкційне біосумісне чорнило, яке реагує на ультразвукові хвилі.
Про свою розробку автори розповіли у статті для наукового журналу Science, повідомляє Obozrevatel.
Дослідження ґрунтується на фоточутливому чорнилі, яке твердне під впливом променів світла. Така технологія дозволяє вченим повільно створювати складні біомедичні структури.
Але оскільки світло не здатне проникати крізь шкіру, вченим довелося знайти інший варіант впливу на чорнило. Виявилося, що з цим цілком можуть впоратися звукові хвилі, які здатні проникати в тканини глибше, ніж світло.
Так було розроблено процес, який отримав назву «глибокопроникаючий акустичний об’ємний друк» (DVAP). Наразі розробка перебуває на стадії концепції, але в майбутньому вона може дозволити вченим відновлювати кістки або навіть виправляти несправні серцеві клапани. При цьому не буде жодної необхідності у тому, щоб проводити складні інвазивні операції.
«DVAP спирається на соно-термічний ефект, який виникає, коли звукові хвилі поглинаються і підвищують температуру для затвердіння нашого чорнила», – пояснив ідею співавтор дослідження, доцент кафедри біомедичної інженерії Дюкського університету Цзюньцзе Яо.
Він розповів, що ультразвукові хвилі здатні проникати більш ніж у 100 разів глибше у людські тканини, ніж світло. При цьому залишається можливість впливати на конкретні ділянки тіла. Таким чином можна «досягти тканин, кісток і органів з високою просторовою точністю, які були недосяжними за допомогою світлових методів друку».
Після того, як біосумісне соно-чорнило досягне цільової ділянки, спеціально розроблений ультразвуковий зонд змусить його затвердіти у потрібному місці, створивши необхідну медикам складну структуру.
«Чорнило саме по собі є в’язкою рідиною, тому його можна досить легко ввести в цільову область, і коли ви переміщуєте ультразвуковий друкарський зонд, матеріали в чорнилі з’єднуються разом і тверднуть», – розповів співавтор і біоінженер Ю. Шрайк Чжан.
За його словами, залишки чорнила, які не затвердіють, буде дуже просто видалити за допомогою шприца.
У статті також йдеться, що вчені знайшли способи створення нових версій свого соно-чорнила, які здатні створювати не лише міцні кісткоподібні каркаси, але й м’які та гнучкі серцеві клапани.
Під час дослідження було проведено серію з трьох тестів, в межах яких було вирощено спеціальну структуру, щоб запечатати ділянку в серці кози і зупинити накопичення крові всередині органу. Штучна тканина затверділа і безпечно прижилася до серцевої тканини без жодних ускладнень.
Науковцям також вдалося вирішити проблему дефекту кістки всередині курячої лапки.
Було створено спеціальний гідрогель із соно-чорнилом, який може повільно вивільняти хіміотерапевтичний препарат всередині печінки.
Дослідники попереджають, що наразі їхня розробка знаходиться у відносно ранньому стані і важко сказати, чи може ця технологія працювати на людях.
Підписуйтесь на наш Telegram-канал, аби першими дізнаватись найактуальніші новини Волині, України та світу
Про свою розробку автори розповіли у статті для наукового журналу Science, повідомляє Obozrevatel.
Дослідження ґрунтується на фоточутливому чорнилі, яке твердне під впливом променів світла. Така технологія дозволяє вченим повільно створювати складні біомедичні структури.
Але оскільки світло не здатне проникати крізь шкіру, вченим довелося знайти інший варіант впливу на чорнило. Виявилося, що з цим цілком можуть впоратися звукові хвилі, які здатні проникати в тканини глибше, ніж світло.
Так було розроблено процес, який отримав назву «глибокопроникаючий акустичний об’ємний друк» (DVAP). Наразі розробка перебуває на стадії концепції, але в майбутньому вона може дозволити вченим відновлювати кістки або навіть виправляти несправні серцеві клапани. При цьому не буде жодної необхідності у тому, щоб проводити складні інвазивні операції.
«DVAP спирається на соно-термічний ефект, який виникає, коли звукові хвилі поглинаються і підвищують температуру для затвердіння нашого чорнила», – пояснив ідею співавтор дослідження, доцент кафедри біомедичної інженерії Дюкського університету Цзюньцзе Яо.
Він розповів, що ультразвукові хвилі здатні проникати більш ніж у 100 разів глибше у людські тканини, ніж світло. При цьому залишається можливість впливати на конкретні ділянки тіла. Таким чином можна «досягти тканин, кісток і органів з високою просторовою точністю, які були недосяжними за допомогою світлових методів друку».
Після того, як біосумісне соно-чорнило досягне цільової ділянки, спеціально розроблений ультразвуковий зонд змусить його затвердіти у потрібному місці, створивши необхідну медикам складну структуру.
«Чорнило саме по собі є в’язкою рідиною, тому його можна досить легко ввести в цільову область, і коли ви переміщуєте ультразвуковий друкарський зонд, матеріали в чорнилі з’єднуються разом і тверднуть», – розповів співавтор і біоінженер Ю. Шрайк Чжан.
За його словами, залишки чорнила, які не затвердіють, буде дуже просто видалити за допомогою шприца.
У статті також йдеться, що вчені знайшли способи створення нових версій свого соно-чорнила, які здатні створювати не лише міцні кісткоподібні каркаси, але й м’які та гнучкі серцеві клапани.
Під час дослідження було проведено серію з трьох тестів, в межах яких було вирощено спеціальну структуру, щоб запечатати ділянку в серці кози і зупинити накопичення крові всередині органу. Штучна тканина затверділа і безпечно прижилася до серцевої тканини без жодних ускладнень.
Науковцям також вдалося вирішити проблему дефекту кістки всередині курячої лапки.
Було створено спеціальний гідрогель із соно-чорнилом, який може повільно вивільняти хіміотерапевтичний препарат всередині печінки.
Дослідники попереджають, що наразі їхня розробка знаходиться у відносно ранньому стані і важко сказати, чи може ця технологія працювати на людях.
Знайшли помилку? Виділіть текст і натисніть
Підписуйтесь на наш Telegram-канал, аби першими дізнаватись найактуальніші новини Волині, України та світу
![](/public/images/coment_smile.png)
Коментарів: 0
Була пробита легеня, а ногу досі не відчуває: бойовий медик з Луцька мріє піднятись на Говерлу
Сьогодні 07:16
Сьогодні 07:16
Через Дію забронювали вже 76 тисяч працівників
Сьогодні 06:42
Сьогодні 06:42
Масштаб приголомшує: найбільше у світі дерево кеш'ю займає площу понад 8000 квадратних метрів
Сьогодні 00:17
Сьогодні 00:17
29 липня: свята, події, факти. День Сил спецоперацій ЗСУ, була створена Всесвітня організація скаутського руху![](/public/images/logo.png)
Сьогодні 00:00
![](/public/images/logo.png)
Сьогодні 00:00
У Луцьку пенсіонерку судили за насильство над чоловіком
28 Липня 2024 23:32
![](/public/images/logo.png)
28 Липня 2024 23:32
Повстанці Малі запропонували віддати полонених вагнерівців Україні
28 Липня 2024 23:04
28 Липня 2024 23:04
Племінник загинув на війні: волинянина судили як ухилянта, але він пішов у військо
28 Липня 2024 22:35
![](/public/images/logo.png)
28 Липня 2024 22:35
ТЦК можуть мобілізувати чоловіків до 25 років
28 Липня 2024 22:07
28 Липня 2024 22:07
Додати коментар:
УВАГА! Користувач www.volynnews.com має розуміти, що коментування на сайті створені аж ніяк не для політичного піару чи антипіару, зведення особистих рахунків, комерційної реклами, образ, безпідставних звинувачень та інших некоректних і негідних речей. Утім коментарі – це не редакційні матеріали, не мають попередньої модерації, суб’єктивні повідомлення і можуть містити недостовірну інформацію.