ابداع نوعی روش برای چاپ سه‌بعدی ایمپلنت‌ درون بدن با فناوری

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا از نیواطلس، با هدف کم‌تهاجمی نگه‌داشتن جراحی‌ها، اگر بتوان ایمپلنت‌ها را به صورت مایع به بدن تزریق و سپس آن را در جای خود جامد کرد، عالی خواهد بود.

رایج‌ترین نوع چاپ سه بعدی شامل ساخت اجسام سه بعدی با رسوب لایه‌های متوالی از مواد چسبناک است که بعدا سخت و جامد می‌شود.  روش دیگر چاپ سه بعدی، معروف به چاپ حجمی است که پرتو یا الگو‌های نور را از طریق  سطح بالایی و کناره‌های شفاف یک ظرف که داخل آن یک رزین ژلاتینی حساس به نور قرار دارد می‌تاباند.

هر جا که این رزین در معرض نور قرار گیرد، پلیمریزه (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 شی 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 هر دو شفاف باشند. از آنجایی که پوست و بافت زیستی  انسان تقریباً مات هستند، نور فقط چند میلی متر از آن عبور میکند. به عبارت دیگر در شکل فعلی، این روش نمی‌تواند برای ساخت ایمپلنت در بدن به کار گرفته شود.

با در نظر گرفتن این محدودیت، دانشمندان دانشگاه دوک و دانشکده پزشکی هاروارد یک روش جدید مبتنی بر صدا به نام «چاپ حجمی آکوستیک با نفوذ عمیق» یا «DVAP» اختراع کردند.   آن‌ها در این روش به جای یک رزین حساس به نور، از یک جوهر فراصوتی سازگار زیست سازگار معروف به جوهر سونو استفاده می‌کند که برای گرم شدن و سپس جامد شدن با جذب پالس‌های اولتراسوند فرمول سازی شده است.

این جوهر چسبناک را می‌توان به قسمتی از بدن که به ایمپلنت نیاز دارد تزریق کرد، سپس در معرض امواج فراصوت عمیق قرار داد که توسط یک کاوشگر خارجی که به طور دقیقی بر موضع مورد نظر متمرکز است ارسال می‌شود.

هنگامی که خود ایمپلنت به شکل مورد نظر جامد شد، جوهر باقی مانده را می‌توان با استفاده از سرنگ از بدن جدا کرد.

بسته به کاربرد مورد نظر، جوهر سونو را می‌توان به گونه‌ای فرمول سازی کرد که ماندگاری طولانی داشته یا زیست تخریب پذیر باشد و حتی انواع مختلف بافت‌های زیستی مانند استخوان را تقلید کند.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام شده تاکنون، دانشمندان از فناوری DVAP برای بستن بخشی از قلب بز (همانطور که در درمان فیبریلاسیون دهلیزی غیردریچه‌ای لازم است)، ترمیم نقص استخوانی در پای مرغ و چاپ هیدروژل توزیع داروی شیمی درمانی در داخل بافت کبد استفاده کردند.

دکتر «جونجی یائو» «Junjie Yao» دانشیار دانشگاه دوک و از مجریان این پژوهش گفت: از آنجایی که می‌توانیم از طریق بافت چاپ کنیم، این امکان را برای کاربرد‌های بالقوه زیادی در جراحی و درمانی فراهم می‌کند که به طور سنتی روش‌های بسیار تهاجمی و مخربی را شامل می‌شود.

پروفسور «شریک ژانگ» «Shrike Zhang» پژوهشگر فوق دکتری دانشگاه هاروارد نیز در این باره گفت: این پژوهش، یک راه جدید و هیجان انگیز را در دنیای چاپ سه بعدی باز می‌کند و از اینکه قابلیت‌های این ابزار را با هم کشف می‌کنیم هیجان زده ایم.

نتایج این پژوهش در نشریه Science منتشر شده است.