Нова технологија овозможува 3Д-печатење на ткиво во телото без операција
Нашето тело постојано се троши. Со текот на времето механизмите на природна регенерација ослабуваат. 'Рскавицата во колената се троши, колковите ја губат способноста да издржат тежина, а третманите како оние за рак на дојка честопати бараат хируршко отстранување на ткивото. Бидејќи телото не може само да ги регенерира овие делови, единствената опција останува реконструкција со помош на биоматеријали и технологија што овозможува 3Д-печатење на ткива за замена.
Досега, ова најчесто значеше универзални импланти за колк или гради. Неодамна се појавија персонализирани технологии за 3Д-биопечатење. Но, таквите ткива сè уште се печатат надвор од телото и мора да се имплантираат хируршки, што го зголемува ризикот од инфекција, воспаление и го продолжува времето на закрепнување.
Научниците од Калифорнискиот институт за технологија (Калтек) направија огромен скок напред. Тие презентираа систем за 3Д-печатење ткива во телото, без операција. Технологијата се нарекува „длабоко ин виво звучно печатење на ткиво“ (DISP) и користи биомастило кое е течно на телесна температура, но се стврднува под ултразвук. Дополнително, се користи молекула за следење, што овозможува визуелна контрола на процесот во реално време, додека вишокот мастило безбедно се разградува во телото.
Во тестовите, истражувачите успешно испечатија ткива во желудникот на зајак и во мочниот меур на глушец. Тие, исто така, вклучија спроводливи наночестички за да создадат меки биосензори и „депоа“ за лекови, како што се оние против рак или бактериски инфекции, кои се активираат со ултразвук.
- Оваа студија значително го проширува досегот на печатењето базирано на ултразвук и го демонстрира неговиот потенцијал за практична примена - вели д-р Ју Шрике Жанг од Медицинскиот факултет при „Харвард“, кој не бил дел од тимот.
Од светлина до звук
3Д-биопечатењето ги фасцинира биоинженерите со години. Технологијата овозможува создавање вештачки ткива, органи и медицински помагала. Класичниот пристап користи светлина за стврднување на секоја слоевита структура, што може да биде бавно. Волуметриското печатење го забрзува процесот со еден, прецизен светлосен пулс. Сепак, светлината има ограничен опсег во телото - брзо се распрснува и губи интензитет, што е пречка за печатење во длабоките ткивни слоеви.
Ултразвукот има предност тука. За разлика од светлината, тој може да навлезе длабоко во органите до 20 сантиметри, без никаква штета. Научниците веќе го истражиле фокусираниот ултразвук за следење на активноста на мозокот и мускулите. И во 2023 година истражувачи развиле таканаречен материјал сономакил кој се стврднува под ултразвук, но е чувствителен на телесен стрес и топлина, со што се нарушува точноста и биокомпатибилноста.
- 3Д-печатењето со употреба на ултразвук во телото е потешко отколку што изгледа - напишал проф. Сјао Куанг од Универзитетот во Висконсин.
Нов материјал, нова ера
Новиот „DISP“ систем користи подобрена верзија на „sono-ink“ со повеќе компоненти. Првите се молекуларни синџири кои слободно лебдат сè додека не добијат специфичен хемиски сигнал. Втората компонента се меурчиња исполнети со врзувачки молекули, кои се ослободуваат под дејство на ултразвук. Третата компонента содржи молекули кои расејуваат звук и светлина на специфични фреквенции, овозможувајќи прецизно следење на формирањето на ткивото.
Оваа софистицирана комбинација овозможува попрецизна контрола врз пресата, спречува предвремени хемиски реакции и ја зголемува безбедноста на процесот.
Доколку оваа технологија се покаже како успешна кај луѓето, би можела драстично да го промени начинот на кој ги поправаме оштетените ткива и ги лекуваме болестите, не со скалпел, туку со ултразвук.
Извор: benchmark.rs
Фото: Freepik