Появился новый метод 3D-печати на основе ультразвука, который в перспективе можно будет использовать для печати имплантатов внутри человеческого тела.
Ученые из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы изобрели новую технику, основанную на звуке — глубоко проникающую акустическую объемную печать (DAVP). Вместо фоточувствительной смолы в ней используются биосовместимые звуковые «чернила», известные как sono-ink. Они нагреваются и застывают, когда поглощают импульсы ультразвука.
Новая технология основана на распространенном способе 3D-печати, объемной печати, которая предусматривает просвечивание лучей или через стенки контейнера, содержащего светочувствительную желатиновую смолу. Там, где на смолу попадает свет, она полимеризуется (застывает), а остальная часть смолы в контейнере остается гелем. Перемещая источник света так, чтобы он попадал на разные участки смолы, можно создать очень детализированный трехмерный объект.
Однако метод было сложно применять для создания имплантов внутри человеческого тела. Для того, чтобы свет достигал цели, контейнер и смола должны быть прозрачными. Кожа и биологические ткани человека почти непрозрачны, свет может проникать через них лишь на несколько миллиметров.
По методу DAVP вязкие чернила можно вводить в ту часть тела, где необходим имплантат, а затем подвергать воздействию глубоких ультразвуковых волн, подаваемых сфокусированным внешним датчиком. После того, как имплантат полимеризуется в желаемую форму, остатки чернил можно удалить из тела с помощью шприца.
В зависимости от цели применения соно-чернила могут быть долговечными или биоразлагаемыми, а также имитировать различные типы биологических тканей, например, кость. Ученые успешно применили технологию DAVP для герметизации участка сердца козы при лечении неклапанной фибрилляции предсердий, устранения дефекта кости в ноге курицы и печати гидрогелей внутри тканей печени.
«Печать через ткани открывает множество возможностей для применения в хирургии и терапии, которые традиционно связаны с очень инвазивными и разрушительными методами. Работа открывает новые захватывающие перспективы в мире 3D-печати, и мы с нетерпением ждем возможности исследовать потенциал этого инструмента вместе», — отметил доцент Цзюньцзе Яо.
