超音波で作動するソノインクは人体内の 3D 構造を印刷できる – Physics World

米国を拠点とする研究者チームは、超音波を使用して音波硬化インクからオブジェクトを作成する革新的な 3D プリンティング技術を開拓しました。深浸透音響容積印刷（DAVP）と呼ばれるこの新しいアプローチは、人体の内部で印刷を実行できる可能性があり、組織工学や標的局所薬物送達などの一連の低侵襲処置への道を開く可能性があります。

調査結果を 科学研究者らは、DAVP を使用して生体組織を深さ数センチメートルで 3D プリンティングを実行し、さまざまな材料内に複雑な構造を作成することに成功した方法について説明しています。これにより、生物医学用途で重要なヒドロゲルやナノ複合材料などの材料でのその有効性が実証されました。

共同上級著者として ヤオ・ジュンジエ デューク大学の光音響イメージング研究室から (PIラボ) の説明によると、新たに作成された超音波処理インク (またはソノインク) には、インクが音波を吸収したときにゲルを形成するように特別に設計されたポリマー、粒子、化学開始剤の混合物が含まれています。高密度焦点式超音波にさらされると、これらの自己強化流体が正確なパターンで凝固し、複雑な構造の作成が可能になります。

「これは、超音波に最適に反応するように配合されたソノインクのユニークな特性によって実現され、従来の光ベースの印刷方法と比較して、より高い解像度でより深く浸透することが可能になります。」と彼は言います。

ヤオ氏によると、この研究の重要な発見は、新しい技術が積層造形への既存のアプローチの物理的および光学的限界を克服し、ユーザーが「これまで他の 3D プリンティング方法では達成できなかった深さおよび材料内での印刷」が可能になるという発見である。特に光ベースのアプローチは、不透明な媒体や光学的に散乱する媒体では効果がありません。

研究チームはまた、この技術がとりわけ、骨欠損の治療に役立つ可能性があると推測している。 現場の 人工骨の製造 – そして、ソノインクで形成された印刷物は薬物を溶出させる可能性があるため、切除後の腫瘍の再発を防ぐための局所化学療法が容易になります。

「（この技術は）組織工学のための足場の作成や、体内の標的局所薬物送達システムなど、臨床および医療現場での重要な応用可能性を切り開きます」とヤオ氏は言う。

患者転帰の改善

他の場所では、共同上級著者 ユウ・モズ・チャンハーバード大学医学部のブリガム・アンド・ウィメンズ病院の博士らは、臨床現場における DAVP の主な利点はその低侵襲性であると指摘しています。特に同氏は、新しい技術が「生体適合性材料を体内に直接印刷できる可能性」があり、多くの従来の外科手術の「侵襲的で危険な」性質を軽減するのに役立つという事実に注目している。

「これにより、従来の手術を行わずに正確で的を絞った介入が可能になり、回復時間が大幅に短縮され、患者の転帰が改善されるため、治療に革命が起こる可能性があります。さらに、材料の多様性と不透明な環境でも作業できるため、さまざまな医療用途に特に適しています」と彼は言います。

ペイント可能な生物活性インクは、あらゆる形状やサイズの傷を治癒します

今後、さらに優れた精度、多用途性、生体適合性を実現するために、ソノインクと超音波印刷技術の最適化に特に焦点を当て、チームが DAVP 技術をさらに改良する計画であることを Zhang 氏は認めています。

「臨床および医療現場でのこの技術の実用化を検討するために、医学研究者との協力が計画されています」と彼は付け加えた。 「私たちは、再生医療や標的局所薬物送達などの特定の医療用途向けのプロトタイプを開発し、臨床環境でその有効性と安全性を評価する試験を実施することを目指しています。」

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/ultrasound-activated-sono-inks-could-print-3d-structures-inside-the-human-body/