Прорыв в биомедицине: революционные ультразвуковые чернила заживляют костные структуры и восстанавливают сердечные клапаны

В Северной Каролине недавно была проведена серия революционных экспериментов, которые могут кардинально изменить подход к лечению повреждений органов.

Биоинженеры из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы совместно разработали биосовместимые чернила, которые затвердевают в различные 3D-формы и структуры за счёт поглощения ультразвуковых волн.

Поскольку чернила реагируют на звуковые волны, а не на свет, их можно использовать в глубоких тканях для различных биомедицинских целей: от заживления костей до восстановления сердечных клапанов. Причём даже без необходимости проведения открытых операций.

Юй Шрайк Чжан и Джунджи Яо окрестили свой новый метод «глубоко проникающей акустической объёмной печатью» или DVAP. «Технология DVAP основана на сонотермическом эффекте, который возникает, когда звуковые волны поглощаются и повышают температуру для затвердевания чернил», — объяснил Яо.

«Ультразвуковые волны могут проникать более чем в 100 раз глубже света, оставаясь при этом ограниченными в пространстве, поэтому мы можем достигать тканей, костей и органов с высокой пространственной точностью, чего невозможно достичь методами световой печати», — добавил исследователь.

Основа технологии — обработанные ультразвуком чернила, называемые «соно-чернилами» (sono-ink), которые представляют собой комбинацию гидрогелей, микрочастиц и молекул, разработанных для специфической реакции на ультразвуковые волны.

После введения чернил в целевую область специализированный ультразвуковой принтер формирует из них сложные структуры, от каркасов, имитирующих кость, до гидрогелевых пузырей для различных органов. Полученные структуры безопасно интегрируются с окружающими живыми тканями, выступая чем-то вроде биосовместимой эластичной повязки.

Исследователи успешно провели несколько испытаний своей новой технологии, среди которых использование чернил для герметизации части козьего сердца, реконструкция костной ткани на модели курицы, а также доставка противораковых препаратов непосредственно в печень.

Этот метод открывает новые горизонты в области 3D-печати и медицинских технологий, предоставляя возможности для менее инвазивных хирургических и терапевтических процедур.

Понятное дело, что до реального клинического использования технологии ещё далеко, однако серия успешных тестов продемонстрировала её широкий потенциал и положила начала полномасштабным исследованиям.