Вчені розробили технологію 3D-друку всередині тіла за допомогою звуку

Технологія дозволяє друкувати біоматеріали в глибоких тканинах за допомогою ультразвуку, відкриваючи шлях до цільової доставки ліків, регенерації тканин і навіть “зшивання” внутрішніх поранень без інвазивних операцій.

Команда дослідників під керівництвом Каліфорнійського технологічного інституту створила метод 3D-друку полімерів безпосередньо всередині живого організму.

Попередні методи друку в тілі використовували інфрачервоне світло, яке має обмежену глибину проникнення, лише трохи нижче шкіри. Нова технологія, названа DIS, дозволяє локалізовано підвищити температуру в обраній ділянці організму на 5°C, щоб активувати процес полімеризації – зв’язування молекул у тривимірну структуру.

Для цього вчені застосували ліпосоми – маленькі жирові капсули, які заповнили спеціальними агентами для зшивання полімерів. Коли ультразвук підігріває потрібну зону, ліпосоми вивільняють агент, і в цьому місці відбувається друк. До складу ін’єкції також входять мономери, контрастна речовина для візуалізації та корисне навантаження таке як, наприклад, ліки або клітини. Ультразвукові зображення дозволяють точно відслідковувати, де саме відбувається друк, оскільки в мить полімеризації змінюється контрастність зображення завдяки використаним газовим капсулам з бактерій.

Метод уже випробували на мишах: полімери з хіміотерапевтичним препаратом доксорубіцином друкували поблизу пухлини сечового міхура. У результаті спостерігалося суттєво більше загибелі ракових клітин у порівнянні зі звичайною ін’єкцією ліків.

Технологія дозволяє не лише друкувати гелі для доставки препаратів і клітин, а й створювати провідні полімери для моніторингу життєвих функцій, наприклад, як в електрокардіограмах. У майбутньому вчені планують удосконалити DISP за допомогою штучного інтелекту, що дозволить автономно друкувати в русі – наприклад, усередині серця, яке б’ється.

Наступним кроком є випробування на великих тваринах, а в подальшому, можливо, і на людях.

Дослідження опубліковано в журналі Science.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що вчені розробили екологічний метод розщеплення пластику.