Un nou dispozitiv poate imprima în 3D celule vii în interiorul corpului uman, fără intervenţii chirurgicale majore! Cercetătorii australieni prezintă un prototip destinat utilizării directe pe organele interne, care ar servi drept instrument chirurgical endoscopic complet.
Inginerii de la UNSW Sydney spun că braţul robotic moale, miniatural şi flexibil, poate imprima biomateriale 3D direct pe organele din interiorul unui pacient.
Bioimprimarea 3D este un proces prin care elemente biomedicale sunt fabricate din aşa-numita cerneală biologică pentru a construi structuri naturale asemănătoare ţesuturilor.
Procedeul este utilizat cu precădere în scopuri de cercetare, în ingineria ţesuturilor şi dezvoltarea de noi medicamente, şi, în mod normal, necesită utilizarea unor maşini mari de imprimare 3D pentru a produce structuri celulare în afara corpului viu.
Echipa de cercetători australieni a testat dispozitivul în interiorul unui colon artificial, unde a reuşit să traverseze spaţii înguste, înainte de a imprima cu succes în 3D pe suprafaţa organelor.
Dr. Thanh Nho Do de la Laboratorul de Robotică Medicală UNSW şi doctorandul său, Mai Thanh Thai, au condus acest proiect, în colaborare cu alţi cercetători de la UNSW.
Micuţa lor bioimprimantă 3D flexibilă are capacitatea de a intra în corp la fel ca un endoscop şi de a livra direct biomateriale multistrat pe suprafaţa organelor şi ţesuturilor interne.
Dispozitivul de validare a conceptului, denumit F3DB, dispune de un cap pivotant foarte manevrabil care „imprimă" elementele 3D dintr-un materialul bio („cerneală bio"), ataşat la capătul unui braţ robotic lung şi flexibil, asemănător unui şarpe.
Procesul este controlat de la distanţă, de către oamenii de ştiinţă.
Echipa de cercetători afirmă că, odată cu dezvoltările ulterioare, în următorii cinci până la şapte ani, tehnologia ar putea ajuta cadrele medicale să intervină în zone greu accesibile din interiorul corpului prin incizii mici ale pielii sau prin orificii naturale.
Dr. Do şi echipa sa au testat dispozitivul în interiorul unui colon artificial, imprimând 3D o varietate de materiale cu forme diferite pe suprafaţa unui rinichi de porc.
[ot-video][/ot-video]
(Video: Echipa de cercetători a testat dispozitivul în interiorul unui colon artificial, unde a fost capabil să se deplaseze prin spaţii restrânse înainte de a fi imprimat cu succes în 3D).
„Tehnicile existente de bioimprimare 3D necesită ca biomaterialele să fie fabricate în afara corpului, iar implantarea acestora într-o persoană ar necesita, de obicei, o operaţie chirurgicală de mari dimensiuni în câmp deschis, ceea ce creşte riscurile de infecţie", spune dr. Do, conferenţiar principal la facultatea de inginerie biomedicală (GSBmE) şi Institutul de inginerie de sănătate Fundaţia Tyree (IHealthE) din cadrul UNSW, într-un comunicat al universităţii.
„Bioimprimătoarea noastră 3D flexibilă înseamnă că biomaterialele pot fi livrate direct în ţesutul sau organele ţintă cu o abordare minim invazivă", continuă Dr. Do.
Sistemul oferă potenţialul pentru reconstrucţia precisă a rănilor tridimensionale din interiorul corpului, cum ar fi leziunile peretelui gastric sau leziunile şi bolile din interiorul colonului.
Prototipul este capabil să imprime 3D biomateriale multistrat de diferite dimensiuni şi forme prin zone restrânse şi greu accesibile, datorită corpului său flexibil, spun autorii.
Un articol care descrie noua tehnologie a fost publicat în revista Advanced Science.
Următoarea etapă de dezvoltare a sistemului, pentru care a fost acordat un brevet provizoriu, este testarea in-vivo pe animale vii pentru a demonstra utilizarea sa practică.
Cercetătorii intenţionează, de asemenea, să implementeze caracteristici suplimentare, cum ar fi o cameră integrată şi un sistem de scanare în timp real, care ar reconstrui tomografia 3D a ţesutului în mişcare din interiorul corpului.
[ot-video][/ot-video]
(Video: Echipa de cercetare a demonstrat modul în care F3DB ar putea fi utilizat într-o varietate de moduri diferite dacă ar fi dezvoltat pentru a fi un instrument chirurgical endoscopic complet).
Următoarea etapă de dezvoltare a sistemului, pentru care a fost acordat un brevet provizoriu, este testarea in vivo pe animale vii, cu scopul de a demonstra utilizarea sa practică.
Cercetătorii intenţionează, de asemenea, să implementeze caracteristici suplimentare, cum ar fi o cameră integrată şi un sistem de scanare în timp real, care ar reconstrui tomografia 3D a ţesutului în mişcare din interiorul corpului.
Foto articol: Micuţa bioimprimantă 3D flexibilă, dezvoltată la UNSW Sydney, a fost capabilă să imprime în 3D o varietate de materiale cu forme diferite pe suprafaţa unui rinichi de porc. Credit: dr. Thanh Do.
