Ультразвуковий 3D-друк усередині тіла: вчені навчилися «зашивати» тканини без операцій

Вчені розробили унікальну технологію 3D-друку прямо всередині живого організму за допомогою ультразвуку. Новаторський метод відкриває шлях до точкової доставки ліків, регенерації тканин та лікування без інвазивних операцій.

Дослідники під керівництвом Каліфорнійського технологічного інституту представили метод під назвою DIS (Direct Intravital Sonoprinting), який дозволяє "друкувати" біоматеріали в глибоких тканинах організму. На відміну від попередніх підходів, які використовували інфрачервоне випромінювання з обмеженою глибиною проникнення, DIS використовує ультразвук для нагрівання певної ділянки тіла лише на 5°C. Це активує процес полімеризації – зв'язування молекул у структуру.

Для друку вчені застосували ліпосоми - жирові капсули, що містять полімеризуючі агенти. Разом з ними в організм вводяться мономери, контрастні речовини та корисне навантаження (ліки чи клітини). Коли ультразвук впливає на потрібну ділянку, ліпосоми вивільняють активатор, починається друк і візуалізація фіксується за допомогою ультразвукового зображення.

Метод вже успішно протестований на мишах: полімер із хіміотерапевтичним препаратом доксорубіцином вводили поруч із пухлиною сечового міхура. Результати показали значно ефективніше знищення ракових клітин проти звичайної ін'єкцією.

Окрім доставки ліків, технологія дозволяє друкувати полімери, що проводять, придатні для моніторингу здоров'я — наприклад, для створення біосенсорів, аналогічних ЕКГ.

У майбутньому вчені планують удосконалити DIS за допомогою штучного інтелекту, щоб забезпечити автономний друк навіть у рухомих органах, таких як серце. Наступним етапом стануть випробування на великих тварин і, можливо, клінічні дослідження на людях.

Результати опубліковані у журналі Science.

korrespondent