جوهرهای سونو فعال شده با اولتراسوند می توانند ساختارهای سه بعدی را در بدن انسان چاپ کنند - دنیای فیزیک

تیمی از محققین مستقر در ایالات متحده پیشگام یک تکنیک چاپ سه بعدی نوآورانه هستند که از امواج اولتراسوند برای ایجاد اشیاء از جوهرهای پخت شده به روش صوتی استفاده می کند. رویکرد جدید که چاپ حجمی آکوستیک با نفوذ عمیق (DAVP) نامیده می‌شود، می‌تواند به طور بالقوه امکان چاپ را در داخل بدن انسان فراهم کند و راه را برای طیف وسیعی از روش‌های کم تهاجمی مانند مهندسی بافت یا تحویل موضعی هدفمند دارو هموار کند.

انتشار یافته های خود در علممحققان نحوه استفاده موفقیت آمیز از DAVP را برای انجام پرینت سه بعدی در اعماق سانتی متری از طریق بافت بیولوژیکی و ایجاد ساختارهای پیچیده در انواع مواد مختلف توصیف می کنند - بنابراین اثربخشی آن را با موادی مانند هیدروژل ها و نانوکامپوزیت ها که در کاربردهای زیست پزشکی بسیار مهم هستند نشان می دهند.

به عنوان نویسنده ارشد جونجی یائو از آزمایشگاه تصویربرداری فوتوآکوستیک دانشگاه دوک (PI-Lab) توضیح می دهد، جوهر فراصوتی (یا جوهر سونو) تازه ایجاد شده حاوی مخلوطی از پلیمرها، ذرات و آغازگرهای شیمیایی است که به طور خاص برای تشکیل ژل در هنگام جذب جوهر امواج صوتی طراحی شده اند. هنگامی که در معرض امواج فراصوت متمرکز با شدت بالا قرار می گیرند، این مایعات خودافزاینده در الگوهای دقیق جامد می شوند و امکان ایجاد ساختارهای پیچیده را فراهم می کنند.

او می‌گوید: «این از طریق ویژگی‌های منحصربه‌فرد جوهرهای سونو حاصل می‌شود که برای پاسخ بهینه به اولتراسوند فرموله شده‌اند و در مقایسه با روش‌های چاپ مبتنی بر نور مرسوم، نفوذ عمیق‌تری را با وضوح بالاتر ممکن می‌سازند.

به گفته یائو، یکی از یافته‌های کلیدی این تحقیق کشف این است که تکنیک جدید بر محدودیت‌های فیزیکی و نوری رویکردهای موجود برای تولید افزودنی غلبه می‌کند و کاربران را قادر می‌سازد تا «در اعماق و موادی که قبلاً با روش‌های چاپ سه‌بعدی دیگر قابل دستیابی نبودند، چاپ کنند». به ویژه رویکردهای مبتنی بر نور که در رسانه های مات یا پراکنده نوری بی اثر هستند.

این تیم همچنین حدس می‌زند که از جمله موارد دیگر، این تکنیک می‌تواند به درمان نقایص استخوانی از طریق استخوان کمک کند در محل ساخت استخوان مصنوعی – و مواد چاپی که با جوهر سونو تشکیل می‌شوند می‌توانند داروها را شستشو دهند، بنابراین شیمی درمانی موضعی را برای جلوگیری از عود تومورها پس از برداشتن تسهیل می‌کند.

یائو می‌گوید: «[این تکنیک] کاربردهای بالقوه قابل‌توجهی را در تنظیمات بالینی و مراقبت‌های بهداشتی، مانند ایجاد داربست‌هایی برای مهندسی بافت، یا سیستم‌های دارورسانی موضعی هدفمند در بدن باز می‌کند.

بهبود نتایج بیمار

در جای دیگر، همکار نویسنده ارشد یو شریک ژانگدر بیمارستان زنان و بریگهام، دانشکده پزشکی هاروارد، اشاره می کند که مزیت اصلی DAVP در محیط های بالینی، ماهیت کم تهاجمی آن است. به طور خاص، او توجه را به این واقعیت جلب می کند که تکنیک جدید می تواند "به طور بالقوه مواد زیست سازگار را مستقیماً در داخل بدن چاپ کند" و بنابراین به کاهش ماهیت "تهاجمی و مخاطره آمیز" بسیاری از روش های جراحی سنتی کمک می کند.

این می‌تواند با اجازه دادن به مداخلات دقیق و هدفمند بدون جراحی سنتی، درمان‌ها را متحول کند و زمان بهبودی را به طور قابل توجهی کاهش دهد و نتایج بیمار را بهبود بخشد. علاوه بر این، تطبیق پذیری در مواد و توانایی کار در محیط های مات، آن را به ویژه برای کاربردهای مختلف پزشکی مناسب می کند.

جوهر زیست فعال قابل رنگ آمیزی زخم ها با هر شکل و اندازه ای را التیام می بخشد

ژانگ تأیید می‌کند که تیم قصد دارد تکنیک DAVP را با تمرکز ویژه بر بهینه‌سازی جوهرهای سونو و فناوری چاپ اولتراسوند برای ارائه دقت، تطبیق پذیری و زیست سازگاری بیشتر، اصلاح کند.

او می افزاید: «همکاری با محققان پزشکی برای بررسی کاربرد عملی این فناوری در محیط های بالینی و مراقبت های بهداشتی برنامه ریزی شده است. هدف ما توسعه نمونه‌های اولیه برای کاربردهای پزشکی خاص، مانند پزشکی احیاکننده و تحویل موضعی دارو، و انجام آزمایش‌هایی برای ارزیابی اثربخشی و ایمنی آنها در یک محیط بالینی است.»

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/ultrasound-activated-sono-inks-could-print-3d-structures-inside-the-human-body/