چاپ ۳ بعدی اندام در «داخل بدن» با استفاده از فناوری فراصوت

یک فناوری جدید فراصوت می‌تواند برای چاپ سه بعدی ایمپلنت‌ها داخل بدن مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور کم‌تهاجمی نگه داشتن درمان‌ها، اگر بتوان ایمپلنت‌ها را به صورت مایع به بدن تزریق کرد و سپس یک در جای مورد نظر جامد کرد، عالی خواهد بود. اکنون یک فرآیند جدید چاپ سه بعدی مبتنی بر امواج فراصوت ممکن است روزی این کار را ممکن کند.

به گزارش ایسنا، رایج‌ترین نوع چاپ سه بعدی شامل ساخت اجسام سه بعدی با رسوب لایه‌های متوالی از مواد چسبناک است که در مدت کوتاهی سخت می‌شوند.

روش دیگر چاپ سه‌بعدی که به چاپ حجمی معروف است، شامل پرتوهای تابشی یا الگوهای نور از بالا و کناره‌های یک ظرف شفاف است که داخل آن یک رزین ژلاتینی حساس به نور قرار دارد.

هر جا که آن رزین در معرض نور قرار گیرد، پلیمریزه یا جامد می‌شود و بقیه رزین در ظرف به صورت ژل باقی می‌ماند. با حرکت منبع نور به اطراف، به طوری که به قسمت‌های مختلف رزین برسد، می‌توان به تدریج یک شیء سه بعدی بسیار دقیق ساخت.

یکی از عوامل محدود کننده چاپ حجمی این است که برای رسیدن نور به هدف خود، ظرف و رزین باید شفاف باشند. از آنجایی که پوست و بافت بیولوژیکی انسان اینگونه نیست، نور فقط چند میلی‌متر به آن نفوذ می‌کند. این بدان معنی است که در شکل فعلی، این تکنیک نمی‌تواند برای ساخت ایمپلنت در بدن استفاده شود.

دانشمندان دانشگاه «دوک» و دانشکده پزشکی «هاروارد» با در نظر گرفتن این محدودیت، یک تکنیک جدید مبتنی بر صدا به نام چاپ حجمی صوتی با نفوذ عمیق(DVAP) اختراع کردند که به جای یک رزین حساس به نور، از یک جوهر فراصوت زیست‌سازگار معروف به جوهر سونو(sono-ink) استفاده می‌کند که برای گرم شدن و سپس جامد شدن با جذب امواج فراصوت فرموله شده است.

این جوهر چسبناک را می‌توان به قسمتی از بدن که در آن به ایمپلنت نیاز است، تزریق کرد. سپس توسط یک دستگاه خارجی در معرض امواج فراصوت عمیق قرار می‌گیرد. هنگامی که ایمپلنت به شکل مورد نظر جامد شد، جوهر باقی‌مانده را می‌توان با استفاده از سرنگ از بدن خارج کرد.

بسته به کاربرد مورد نظر، جوهر سونو را می‌توان به گونه‌ای فرموله کرد که ماندگاری طولانی یا زیست‌تخریب‌پذیر داشته باشد و از انواع مختلف بافت‌های بیولوژیکی مانند استخوان تقلید کند.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام‌شده تاکنون، دانشمندان از فناوری DVAP برای بستن بخشی از قلب بز و ترمیم نقص استخوانی در پای مرغ و توزیع هیدروژل داخل بافت کبد استفاده کرده‌اند.

دکتر جونجی یائو که این مطالعه را همراه با شرایک ژانگ دانشیار دانشگاه هاروارد و شیائو کوانگ پژوهشگر فوق دکتری رهبری کرد، می‌گوید: از آنجایی که ما می‌توانیم از میان بافت چاپ کنیم، این امکان را برای کاربردهای بالقوه زیادی در جراحی و درمان فراهم می‌کند که به طور سنتی شامل روش‌های بسیار تهاجمی و مخرب است.

وی افزود: این کار یک راه جدید و هیجان‌انگیز را در دنیای چاپ سه بعدی باز می‌کند و ما هیجان زده هستیم که پتانسیل‌های این ابزار را با هم کشف کنیم.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.