Rewolucja w medycynie. Zamiast operacji druk 3D wewnątrz ciała
Amerykańscy naukowcy opracowali rewolucyjną metodę, która może diametralnie zmienić sposób leczenia chorób i regeneracji tkanek. Dzięki innowacyjnej technologii DISP (ang. Deep Tissue In Vivo Sound Printing), możliwe staje się drukowanie trójwymiarowych struktur bezpośrednio wewnątrz organizmu, bez skalpela, bez bólu i bez potrzeby operacji.
Zamiast chirurgicznego otwierania ciała, nowa metoda opiera się na zastosowaniu skoncentrowanej wiązki ultradźwięków. W pierwszym kroku do organizmu wprowadzany jest specjalny biotusz, zawierający polimery oraz związki chemiczne odpowiedzialne za tworzenie hydrożelu, struktury przypominającej żelową tkankę. Dopóki czynniki sieciujące są zamknięte w mikroskopijnych lipidowych kulkach (liposomach), nie dochodzi do aktywacji procesu.
Ultradźwięki zamiast skalpela
Pozostają one szczelne aż do momentu, gdy zostaną podgrzane do dokładnie 41,7°C, czyli nieco powyżej temperatury ciała. I tu zaczyna się magia. Wiązka ultradźwięków precyzyjnie ogrzewa wybrane miejsce w organizmie, powodując uwolnienie substancji i rozpoczęcie tworzenia się trójwymiarowej struktury dokładnie tam, gdzie jest potrzebna.
W przeciwieństwie do światła podczerwonego, które przenika jedynie przez powierzchnię skóry, ultradźwięki sięgają głęboko w ciało, nawet do organów wewnętrznych
Drukowanie tkanek i dostarczanie leków
Możliwości, jakie otwiera technologia DISP, są imponujące. W testach na myszach i królikach naukowcy z powodzeniem "wydrukowali" struktury na głębokości aż 4 cm pod skórą. Dzięki tej precyzji metoda może znaleźć zastosowanie m.in. w odbudowie uszkodzonych tkanek, leczeniu urazów czy dostarczaniu leków bezpośrednio do chorych komórek. Jednym z przykładów jest wykorzystanie biotuszu wzbogaconego o lek przeciwnowotworowy, doksorubicynę.
Po utworzeniu hydrożelowej struktury lek był stopniowo uwalniany w miejscu docelowym, co prowadziło do znacznie większej śmiertelności komórek raka pęcherza niż przy standardowym wstrzyknięciu substancji. Co więcej, do biotuszu można dodać także przewodzące materiały, jak np. nanorurki węglowe czy srebrne nanodruty, dzięki czemu w przyszłości można będzie tworzyć np. implantowane czujniki temperatury.
Szybko i bezpiecznie
Badania potwierdziły także wysoką biokompatybilność technologii. Hydrożel nie powodował reakcji toksycznych, a niezużyte resztki atramentu były naturalnie usuwane z organizmu w ciągu tygodnia. Proces druku był monitorowany dzięki zastosowaniu mikropęcherzyków gazowych, które zmieniają kontrast w odpowiedzi na reakcję chemiczną, co pozwala na bieżąco kontrolować powodzenie zabiegu za pomocą ultradźwięków.
DISP to technologia, która może stać się przełomem w medycynie regeneracyjnej, onkologii i diagnostyce. Obecnie badacze koncentrują się na testach w większych organizmach, a kolejnym krokiem będą badania kliniczne z udziałem ludzi.
Docelowo chcemy, by technologia pozwalała na automatyczne drukowanie nawet w poruszających się organach, jak serce. Dzięki wsparciu sztucznej inteligencji, precyzyjne drukowanie 3D w ciele stanie się rzeczywistością
