تحولی در پزشکی نوین: چاپ سه بعدی مواد در بافت های بدن با استفاده از امواج فراصوت

ورود فناوری چاپ سه بعدی به عمق بدن

دانشمندان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) گامی بلند در حوزه پزشکی و مهندسی بافت برداشته اند: توسعه روشی نوین برای چاپ سه بعدی مواد زیستی درون بدن حیوانات زنده، آن هم بدون نیاز به جراحی باز. این فناوری پیشرفته که با استفاده از پرتوهای فراصوت عمل می کند، می تواند چشم انداز درمان های درون بدنی و ترمیم بافت ها را به کلی متحول کند.

فناوری DISP؛ چاپ صوتی در اعماق بدن

نام این روش جدید «چاپ صوتی در بافت عمیق داخل بدن» یا DISP است. در این فناوری، محققان جوهر زیستی تخصصی را به بدن موجود زنده تزریق می کنند. این جوهر، که ترکیبی از زنجیره های پلیمری و عامل های اتصال است، در شرایط خاص فعال می شود و در محل موردنظر، ساختارهای سه بعدی می سازد.

استفاده از لیپوزوم ها برای کنترل واکنش

برای جلوگیری از تشکیل زودهنگام هیدروژل در بدن، عامل های اتصال درون ذرات لیپیدی ویژه ای به نام لیپوزوم قرار می گیرند. این لیپوزوم ها فقط در دمای حدود 41.7 درجه سانتیگراد – کمی بالاتر از دمای بدن – ساختار خود را باز کرده و محتویاتشان را آزاد می کنند. در این لحظه، نقش پرتوهای فراصوت پررنگ می شود.

پرتوهای صوتی؛ کلید فعال سازی جوهر زیستی

محققان از پرتوهای فراصوت برای گرم کردن دقیق و موضعی لیپوزوم ها استفاده می کنند. این گرما باعث آزادسازی عامل های اتصال می شود، که با جوهر زیستی واکنش می دهد و آن را به شکل هیدروژل در بافت موردنظر تبدیل می کند. به این ترتیب، مواد تزریقی تنها در نقطه مورد نظر ساختار یافته و به شکل سه بعدی در بدن شکل می گیرند.

چاپ اشکال پیچیده در بافت زنده

در آزمایش ها، محققان توانستند اشکالی پیچیده مانند ستاره را در عمق 4 سانتی متری زیر پوست خرگوش ها چاپ کنند. این دستاورد نشان می دهد که می توان با دقت بالا، مواد زیستی را در نقاط خاصی از بدن قرار داد بدون آن که به برش یا جراحی نیاز باشد.

این فناوری فقط یک ابزار نمایشی نیست؛ بلکه پتانسیل هایی عمیق برای درمان بیماری ها دارد. محققان می گویند که DISP می تواند برای رساندن داروهای ضدسرطان مستقیم به بافت های خاص، ترمیم زخم ها، یا حتی بازسازی بافت های آسیب دیده به کار رود. این روش می تواند انقلابی در پزشکی احیاکننده، دارورسانی هدفمند و درمان بیماری های مزمن ایجاد کند.

در آزمایش های اولیه روی موش ها و خرگوش ها، چاپ با موفقیت انجام شد و بافت های مصنوعی در عمق بدن بدون آسیب رساندن به بافت های سالم شکل گرفتند. اکنون دانشمندان امیدوارند در گام های بعدی این فناوری را برای کاربردهای انسانی توسعه دهند و مجوزهای لازم را برای آزمایش های بالینی دریافت کنند.

مزایای کلیدی این روش نسبت به جراحی های سنتی

از مهم ترین ویژگی های DISP می توان به کاهش خطر عفونت، حذف نیاز به جراحی باز، کاهش زمان بهبود، دقت بالای مکان یابی بافت چاپ شده و امکان استفاده در بافت های عمیق اشاره کرد. این فناوری همچنین می تواند در آینده جایگزین روش های تهاجمی تر پزشکی شود.

فناوری DISP می تواند مسیر درمان های پزشکی را در دهه آینده به سمت درمان های غیرتهاجمی، دقیق، قابل برنامه ریزی و شخصی سازی شده سوق دهد. با ترکیب چاپ سه بعدی، نانوفناوری و اولتراسوند، راه برای درمان هایی بسیار پیشرفته هموار شده است.

روش DISP با بهره گیری از پرتوهای فراصوت و جوهرهای زیستی قابل کنترل، دروازه ای جدید برای درمان درون بدنی گشوده است. این دستاورد نه تنها در ترمیم بافت های آسیب دیده، بلکه در رساندن هدفمند دارو، بازسازی اندام ها و حتی درمان سرطان کاربرد بالقوه دارد و می تواند یکی از مهم ترین اختراعات پزشکی دهه آینده باشد.