Onderzoekers van Duke University en Harvard Medical School hebben een methode ontwikkeld voor 3D-printen in het menselijk lichaam, met behulp van ultrageluid en biocompatibele inkt.
In een tijdperk waarin de grens tussen sciencefiction en medische realiteit steeds vager wordt, heeft een team onderzoekers van Duke University en Harvard Medical School een belangrijke stap gezet in de richting van de toekomst van regeneratieve geneeskunde. Ze hebben een methode geïntroduceerd voor 3D-printen rechtstreeks in het menselijk lichaam, met behulp van focale ultrasound en een inkt die speciaal is ontworpen om biocompatibel te zijn. Deze vooruitgang zou chirurgische procedures radicaal kunnen veranderen, ze minder invasief maken en het herstel van patiënten aanzienlijk versnellen.
"Stel je een wereld voor waarin we interne organen kunnen repareren zonder grote incisies, waarin botregeneratie of reparatie van hartkleppen kan worden uitgevoerd met ongeëvenaarde precisie en gemak", delen de onderzoekers. Hun ontdekking, genaamd "Deep Penetrating Acoustic Volume Printing" (DVAP), lijkt de deur naar deze mogelijkheden te openen.
Randy King, Ph.D., van NIBIB's Division of Applied Science and Technology, benadrukte het belang van deze doorbraak: "Gerichte echografie wordt al tientallen jaren erkend voor zijn klinische nut. De toepassing van deze technologie op het 3D-printen van lichaamsweefsel is een natuurlijke evolutie die een revolutie zou kunnen betekenen voor reconstructieve en herstellende chirurgie."
De manier waarop de techniek werkt is gebaseerd op de principes van focaal ultrasound om een speciale inkt te activeren - sono-inkt - die stolt bij contact met de beoogde weefsels, waardoor het mogelijk wordt om biocompatibele structuren in het lichaam zelf te creëren. "Onze inkt bestaat uit materialen die reageren op ultrasound-energie en stolt precies waar we dat willen, zonder het omringende weefsel aan te tasten," legt Y. Shrike Zhang, bio-ingenieur aan het Brigham and Women's Hospital en universitair hoofddocent aan de Harvard Medical School. Deze inkt kan op verschillende manieren worden gebruikt, bijvoorbeeld door botmineraaldeeltjes toe te voegen om botverlies te behandelen.
Junjie Yao, universitair hoofddocent biomedische techniek aan Duke, voegde hieraan toe: "DVAP vertrouwt op het sonothermische effect, waarbij geluidsgolven worden geabsorbeerd en de temperatuur verhogen om onze inkt te laten stollen. Ultrasone golven kunnen meer dan 100 keer dieper doordringen dan licht terwijl ze ruimtelijk beperkt blijven, waardoor we weefsels, botten en organen kunnen bereiken met een hoge mate van precisie die ongezien blijft met op licht gebaseerde printmethoden."
De implicaties van deze technologie zijn enorm. Door met succes te testen op varkenslevermodellen en tijdens chirurgische simulaties op een geitenhart, hebben de onderzoekers het immense potentieel van DVAP aangetoond. Deze veelbelovende experimenten suggereren dat het in de nabije toekomst mogelijk kan zijn om complexe chirurgische procedures uit te voeren met minimale invasiviteit en verhoogde precisie.
"Ons werk luidt een nieuw tijdperk in voor medisch 3D-printen. De potentiële toepassingen in chirurgie en regeneratieve therapie zijn enorm en we zijn nog maar net begonnen met het verkennen van alles wat we met deze technologie kunnen bereiken," concludeert Yao optimistisch in een persbericht. Deze ontwikkeling betekent een grote stap in de richting van de geneeskunde van morgen, waar genezing net zo eenvoudig zou kunnen zijn als 3D-printen rechtstreeks in het menselijk lichaam.
