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gangzi0801

2023-12-12 16:52

超聲波墨水實現(xiàn)深層組織3D打印

據(jù)最新一期《科學》雜志報道，美國杜克大學和哈佛大學醫(yī)學院工程師開發(fā)出一種生物兼容墨水。通過吸收超聲波，這種墨水可凝固成不同的3D形狀和結構。該墨水可用于深層組織以及從骨骼愈合到心臟瓣膜修復等各種生物醫(yī)學應用中。 @ xr
研究人員開發(fā)的深度穿透聲體積打印法(DVAP)，涉及一種超聲波墨水，它對聲波而不是光起反應，超聲波可穿透比光深100多倍的深度，這使墨水能夠在前所未有的組織深度創(chuàng)造出對生物醫(yī)學有用的結構。 b<7qmg3
研究人員能夠根據(jù)不同的用途調(diào)整超聲波墨水的配方。例如，如果想要創(chuàng)建一種支架來幫助修復骨折或彌補骨丟失，就可以在墨水中添加骨礦物顆粒。這種靈活性還允許研究人員根據(jù)使用情況將配方設計得更耐用或更易降解，他們甚至可以調(diào)整最終印刷品的顏色。 X+@,vCC

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DAVP通過使用聚焦超聲波固化聲波墨水來打印3D結構。聲熱效應觸發(fā)聲墨水分解，在超聲聚焦區(qū)形成聚合物網(wǎng)絡。

該團隊進行了3項測試，作為對新技術的概念驗證。首先是用墨水封堵山羊左心耳。他們使用導管將超聲波墨水輸送到山羊心臟的左心耳，超聲波探頭發(fā)射聚焦的超聲波穿過12毫米的組織，在不損害周圍任何器官的情況下硬化墨水。墨水安全地黏合在心臟組織上，并具有足夠的靈活性，可承受模仿心臟跳動的運動。
隨后，團隊測試了DVAP用于組織重建和再生的潛力。在用雞腿制作了骨缺損模型后，研究小組注入了超聲波墨水，并用超聲波穿過10毫米的皮膚和肌肉組織層樣本使其硬化。由此產(chǎn)生的材料與骨骼無縫結合，對周圍組織沒有任何負面影響。研究人員還表示，DVAP可用于藥物輸送。
生物墨水可用于3D打印。當然，它并不是人們生活中常見的墨水，而是一種水凝膠。利用生物墨水，3D打印機能制造出與實際器官組織相似的人造組織。此次，科研人員讓墨水具備了在特定位置變形的能力。實驗中，墨水進入山羊心臟左心耳，超生波讓它安全黏合于心臟組織，同時不波及任何周圍器官。超聲波可穿透的深度更深，這使得墨水可以在人體深層組織中發(fā)揮作用，比如“縫合”骨骼，修復心臟瓣膜，或者深入腫瘤附近釋放藥物。