Ультразвуковые волны расширяют возможности 3D-печати при работе с глубокими тканями

Исследователи из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы добились успехов в области 3D-печати, разработав биосовместимые чернила, которые затвердевают в глубоких тканях с помощью ультразвуковых волн. Это нововведение позволяет создавать 3D-структуры в биомедицинских областях, таких как заживление костей и восстановление сердечного клапана. Этот метод недавно был опубликован в журнале Science и предлагает новый подход к 3D-печати в медицине.

Традиционные методы 3D-печати, особенно в биомедицине, сталкиваются с ограничениями из-за их зависимости от света, который не может проникнуть в глубокие ткани. В недавно разработанном методе глубокопроникающей акустической объемной печати (DVAP) используются специализированные чернила, известные как соно-чернила, которые реагируют на звуковые волны, а не на свет. Этот подход значительно расширяет возможности 3D-печати на более глубокие ткани с высокой точностью.

При использовании сфокусированного ультразвукового преобразователя ультразвуковые волны направляются в Камера с чувствительными к ультразвуку чернилами, создающая 3D-структуры на сантиметровой глубине (Изображение предоставлено: Цзюньцзе Яо/Юй Шрайк Чжан) <п>DVAP работает на сонотермическом эффекте, при котором поглощенные звуковые волны повышают температуру, вызывая затвердевание чернил. Соно-чернила, смесь гидрогелей, микрочастиц и молекул, созданы специально для того, чтобы реагировать на ультразвуковые волны. Технология ультразвуковой печати, впервые разработанная Цзюньцзе Яо из Университета Дьюка, позволяет создавать разнообразные структуры, такие как костные каркасы и пузырьки гидрогеля для применения на органах.

«Мы еще далеки от внедрения этого инструмента в клинику, но эти испытания подтвердили потенциал этой технологии», — сказал Чжан. </п> <стр> «Поскольку мы можем печатать через ткань, это открывает множество потенциальных применений в хирургии и терапии, которые традиционно включают в себя очень инвазивные и разрушительные методы», — сказал Цзюньцзе Яо, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Дьюке. </п> <стр>«Эта работа открывает новые захватывающие возможности в мире 3D-печати, и мы рады вместе изучить потенциал этого инструмента».</стр>

Универсальность DVAP дополнительно подтверждается его регулируемым составом, позволяющим создавать конструкции с различной долговечностью и способностью к разрушению. Команда успешно провела испытания по герметизации участков сердца у коз, регенерации тканей на модели дефекта кости куриной ноги и доставке терапевтических лекарств с использованием чернил, введенных химиотерапией, в ткань печени. Эти испытания продемонстрировали потенциал DVAP в различных медицинских целях без повреждения окружающих тканей.

Вы можете прочитать исследовательскую работу под названием «Самоусиливающиеся соно-чернила позволяют осуществлять акустическую объемную печать с глубоким проникновением» по этой ссылке. </п>