Η 3D Εκτύπωση "μπαίνει" στο σώμα: Νέα τεχνολογία δημιουργεί ιστούς με υπερήχους!
Μια νέα τεχνολογία αιχμής έρχεται να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζονται οι εσωτερικές παθήσεις και η αποκατάσταση ιστών. Ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν μια μέθοδο τρισδιάστατης εκτύπωσης βιοϋλικών κατευθείαν μέσα στο ανθρώπινο σώμα, χωρίς να απαιτείται χειρουργική επέμβαση. Το όνομα αυτής της καινοτομίας; DISP (Deep Tissue In Vivo Sound Printing) μια τεχνική που αξιοποιεί υπερήχους για να επιτυγχάνει ακρίβεια και βάθος, αδιανόητα έως σήμερα.
Σύμφωνα με το άρθρο της caltech ο θεμέλιος λίθος της μεθόδου DISP είναι μια εξελιγμένη "βιομελάνη", ένα υλικό που αποτελείται από αλυσίδες πολυμερών και ειδικούς χημικούς σταυροδεσμούς (crosslinkers). Για να εξασφαλιστεί ότι το μείγμα δεν σκληραίνει πρόωρα, οι ενεργές χημικές ενώσεις είναι εγκλωβισμένες σε λιποσώματα μικρά σφαιρίδια με λιπιδική επικάλυψη.
Τα λιποσώματα ενεργοποιούνται με την αποστολή στοχευμένων υπερηχητικών κυμάτων, που αυξάνουν τη θερμοκρασία στην περιοχή στόχο μέχρι περίπου 41,7°C. Σε αυτό το θερμικό όριο, τα λιποσώματα διαρρηγνύονται, απελευθερώνοντας τους σταυροδεσμούς και μετατρέποντας τη βιομελάνη σε υδροτζέλ και όλα αυτά ακριβώς στο επιθυμητό σημείο μέσα στο σώμα.
Οι επιστήμονες κατάφεραν να "εκτυπώσουν" πολύπλοκες δομές, όπως γεωμετρικά σχήματα, σε εσωτερικούς ιστούς χωρίς καμία τομή στο δέρμα. Αυτή η ικανότητα είναι εξαιρετικά σημαντική για εφαρμογές όπου η πρόσβαση σε εσωτερικά όργανα είναι δύσκολη ή επικίνδυνη.
Σε αντίθεση με προηγούμενες μεθόδους που στηρίζονταν σε υπέρυθρη ακτινοβολία περιορισμένη σε ρηχά βάθη οι υπέρηχοι έχουν τη δυνατότητα να διεισδύουν βαθύτερα, καθιστώντας την τεχνική DISP ιδανική για εσωτερικά όργανα όπως οι μύες ή το ήπαρ. Ο καθηγητής Wei Gao από το Caltech εξηγεί πως αυτή η προσέγγιση επιτυγχάνει υψηλή ακρίβεια, ασφάλεια για τους ιστούς και μεγάλη ευελιξία σε ιατρικές εφαρμογές.
Η μέθοδος δοκιμάστηκε επιτυχώς σε ποντίκια και κουνέλια, με εκτύπωση τεχνητών ιστών σε βάθος έως και 4 εκατοστά κάτω από την επιφάνεια του δέρματος. Οι ερευνητές θεωρούν πως η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να επιταχύνει την επούλωση τραυμάτων ή να ενισχύσει την αναγέννηση κατεστραμμένων ιστών, ειδικά όταν η βιομελάνη περιλαμβάνει ζωντανά κύτταρα.
Μια ξεχωριστή εφαρμογή περιελάμβανε τη στοχευμένη χορήγηση χημειοθεραπευτικού φαρμάκου σε καρκινικά κύτταρα της ουροδόχου κύστης. Μέσω της τεχνικής DISP, το φάρμακο ενσωματώθηκε στη βιομελάνη και απελευθερώθηκε σταδιακά και τοπικά, προσφέροντας πιο αποτελεσματική δράση σε σχέση με την παραδοσιακή έγχυση.
Ηλεκτρονικά εμφυτεύματα από υδροτζέλ είναι το επόμενο βήμα
Πέρα από θεραπευτικές χρήσεις, η τεχνολογία έδωσε ζωή και σε αγώγιμα υδροτζέλ, με προσθήκη νανοσωλήνων άνθρακα και αργυρούχων νανοσυρμάτων. Αυτά τα υλικά μπορούν να χρησιμεύσουν για την καταγραφή βιοσημάτων όπως η θερμοκρασία ή οι ηλεκτρικοί παλμοί της καρδιάς και των μυών, ανοίγοντας τον δρόμο για εμφυτεύσιμα ηλεκτροκαρδιογραφήματα σε πραγματικό χρόνο.
Ένα από τα πιο αισιόδοξα ευρήματα ήταν η έλλειψη τοξικότητας του υδροτζελικού υλικού, ενώ το πλεονάζον υλικό αποβάλλεται φυσιολογικά από τον οργανισμό μέσα σε επτά ημέρες. Η βιοσυμβατότητα και η ακρίβεια της τεχνικής την καθιστούν πολλά υποσχόμενη για μελλοντική χρήση σε κλινικές συνθήκες.
Οι ερευνητές ήδη προετοιμάζονται για τη μετάβαση σε δοκιμές σε μεγαλύτερα θηλαστικά, με τελικό στόχο την εφαρμογή σε ανθρώπους. Όραμα της επιστημονικής ομάδας αποτελεί η ενσωμάτωση τεχνητής νοημοσύνης στη διαδικασία, ώστε η εκτύπωση να προσαρμόζεται αυτόματα ακόμα και σε κινούμενα όργανα όπως η καρδιά.
Η DISP αντιπροσωπεύει μια νέα εποχή στην ιατρική τεχνολογία, γεφυρώνοντας την ακρίβεια της ρομποτικής με τη δύναμη της υπερηχητικής ενέργειας. Αν επιβεβαιωθεί η ασφάλεια και αποτελεσματικότητά της σε ανθρώπους, δεν αποκλείεται σύντομα να δούμε το μέλλον της αναγεννητικής ιατρικής να εκτυπώνεται μπροστά στα μάτια μας.
{alertInfo}Ακολουθήσετε το Tech News in Greek στο Facebook, στο X και στο Google News για να μαθαίνετε άμεσα όλα τα νέα.