Science: создана технология 3D-печати сложных структур внутри живого тела

Ученые из Калифорнийского технологического института разработали новый метод 3D-печати, который позволяет «строить» материалы внутри организма с использованием ультразвука. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Новая методика получила название «глубокая тканевая in vivo звуковая печать» (DISP). Она основана на инъекциях специальных биочернил, содержащих полимеры и сшивающие агенты, которые под действием ультразвука формируют внутри тела прочные гидрогелевые структуры. Состав биочернил можно варьировать в зависимости от задач — от восстановления тканей до создания электронных компонентов.

Ранее для подобных задач применялся инфракрасный свет, однако его проникающая способность ограничена поверхностными слоями кожи. В отличие от него, ультразвук способен достигать глубоко расположенных тканей, оставаясь при этом безопасным и биосовместимым.

Ученые совместили ультразвук с липосомами — микроскопическими пузырьками, чувствительными к температурным колебаниям. Внутрь липосом был загружен сшивающий реагент, а также контрастное вещество и лекарственный препарат. После инъекции этой смеси ультразвуковой луч активирует процесс полимеризации, формируя заранее заданные формы — например, звезды или капли.

Метод также открывает возможности для создания встроенных внутри тела электродов. Для этого в биочернила добавляются токопроводящие вещества — серебро или углеродные нанотрубки. Такие электроды можно применять, например, для снятия ЭКГ непосредственно с поверхности органа.