Ультразвуковая 3D-печать внутри тела: ученые научились «зашивать» ткани без операций

Ученые разработали уникальную технологию 3D-печати прямо внутри живого организма с помощью ультразвука. Новаторский метод открывает путь к точечной доставке лекарств, регенерации тканей и лечению без инвазивных операций.

Исследователи под руководством Калифорнийского технологического института представили метод под названием DIS (Direct Intravital Sonoprinting), который позволяет "печать" биоматериалы в глубоких тканях организма. В отличие от предыдущих подходов, использовавших инфракрасное излучение с ограниченной глубиной проникновения, DIS использует ультразвук для нагрева определённой области тела всего на 5°C. Это активирует процесс полимеризации — связывания молекул в структуру.

Для печати учёные применили липосомы — жировые капсулы, содержащие полимеризующие агенты. Вместе с ними в организм вводятся мономеры, контрастные вещества и полезная нагрузка (лекарства или клетки). Когда ультразвук воздействует на нужный участок, липосомы высвобождают активатор, начинается печать, и визуализация фиксируется с помощью ультразвукового изображения.

Метод уже успешно протестирован на мышах: полимер с химиотерапевтическим препаратом доксорубицином вводили рядом с опухолью мочевого пузыря. Результаты показали значительно более эффективное уничтожение раковых клеток по сравнению с обычной инъекцией.

Кроме доставки лекарств, технология позволяет печатать проводящие полимеры, пригодные для мониторинга здоровья — например, для создания биосенсоров, аналогичных ЭКГ.

В будущем учёные планируют усовершенствовать DIS с помощью искусственного интеллекта, чтобы обеспечить автономную печать даже в подвижных органах, таких как сердце. Следующим этапом станут испытания на более крупных животных и, возможно, клинические исследования на людях.

Результаты опубликованы в журнале Science.

korrespondent