Tintas sonoras ativadas por ultrassom podem imprimir estruturas 3D dentro do corpo humano – Physics World

Uma equipe de pesquisadores sediados nos EUA foi pioneira em uma técnica inovadora de impressão 3D que usa ondas de ultrassom para criar objetos a partir de tintas curadas por som. A nova abordagem, denominada impressão volumétrica acústica de penetração profunda (DAVP), poderia potencialmente permitir que a impressão fosse realizada dentro do corpo humano – abrindo caminho para uma série de procedimentos minimamente invasivos, como engenharia de tecidos ou administração localizada de medicamentos.

Publicando suas descobertas em Ciência, os pesquisadores descrevem como usaram com sucesso o DAVP para realizar impressão 3D em profundidades de centímetros através de tecido biológico e criar estruturas complexas dentro de uma variedade de materiais diferentes – demonstrando assim sua eficácia com materiais como hidrogéis e nanocompósitos, que são cruciais em aplicações biomédicas.

Como autor co-sênior Junjie Yao do Laboratório de Imagens Fotoacústicas da Duke University (Laboratório PI) explica, a tinta ultrassônica recém-criada (ou sono-ink) contém uma mistura de polímeros, partículas e iniciadores químicos projetados especificamente para formar um gel quando a tinta absorve ondas sonoras. Quando expostos ao ultrassom focalizado de alta intensidade, esses fluidos auto-melhoradores solidificam-se em padrões precisos, permitindo a criação de estruturas complexas.

“Isto é conseguido através das propriedades únicas das sono-inks, que são formuladas para uma resposta ideal ao ultrassom, permitindo uma penetração mais profunda com maior resolução em comparação com os métodos convencionais de impressão à base de luz”, afirma.

De acordo com Yao, uma conclusão importante da pesquisa é a descoberta de que a nova técnica supera os limites físicos e ópticos das abordagens existentes para a fabricação aditiva e permite aos usuários “imprimir em profundidades e em materiais anteriormente inatingíveis por outros métodos de impressão 3D”. em particular, abordagens baseadas em luz que são ineficazes em meios opacos ou de dispersão óptica.

A equipe também especula que, entre outras coisas, a técnica poderia ajudar a tratar defeitos ósseos através da no local fabricação de osso artificial – e que materiais impressos formados com sono-ink poderiam eluir drogas, facilitando assim a quimioterapia localizada para prevenir a recorrência de tumores após a ressecção.

“[A técnica] abre aplicações potenciais significativas em ambientes clínicos e de saúde, como a criação de estruturas para engenharia de tecidos ou sistemas de administração localizada de medicamentos dentro do corpo”, diz Yao.

Melhores resultados do paciente

Em outro lugar, autor co-sênior Yu Picanço Zhang, no Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, aponta que a principal vantagem do DAVP em ambientes clínicos é a sua natureza minimamente invasiva. Em particular, chama a atenção para o facto de a nova técnica poder “imprimir potencialmente materiais biocompatíveis diretamente no interior do corpo” e, assim, ajudar a mitigar a natureza “invasiva e arriscada” de muitos procedimentos cirúrgicos tradicionais.

“Isso poderia revolucionar os tratamentos, permitindo intervenções precisas e direcionadas sem cirurgia tradicional, reduzindo significativamente os tempos de recuperação e melhorando os resultados dos pacientes. Além disso, a versatilidade dos materiais e a capacidade de trabalhar em ambientes opacos o tornam particularmente adequado para diversas aplicações médicas”, afirma.

Tinta bioativa pintável cura feridas de qualquer formato ou tamanho

Seguindo em frente, Zhang confirma que a equipe planeja refinar ainda mais a técnica DAVP, com foco particular na otimização das sono-tintas e na tecnologia de impressão ultrassônica para oferecer ainda maior precisão, versatilidade e biocompatibilidade.

“Estão planejadas colaborações com pesquisadores médicos para explorar a aplicação prática desta tecnologia em ambientes clínicos e de saúde”, acrescenta. “Nosso objetivo é desenvolver protótipos para aplicações médicas específicas, como medicina regenerativa e administração localizada de medicamentos, e realizar testes para avaliar sua eficácia e segurança em um ambiente clínico.”

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