Teknologjia e re lejon printimin 3D të indeve brenda trupit pa ndërhyrje kirurgjikale

Trupi ynë lodhet vazhdimisht. Me kalimin e kohës, mekanizmat e rigjenerimit natyror dobësohen. Kërci në gjunjë konsumohet, ijet humbasin aftësinë e tyre për të mbajtur peshë dhe trajtimet si ato për kancerin e gjirit shpesh kërkojnë heqjen kirurgjikale të indeve. Meqenëse trupi nuk mund t’i rigjenerojë këto pjesë vetë, e vetmja mundësi mbetet rindërtimi duke përdorur biomateriale dhe teknologji që lejon printimin 3D të indeve zëvendësuese.

Deri më tani, kjo më së shpeshti ka nënkuptuar implante universale të legenit ose të gjirit. Kohët e fundit, kanë dalë në pah teknologjitë e personalizuara të bioprintimit 3D. Por inde të tilla shtypen ende jashtë trupit dhe duhet të implantohen kirurgjikalisht, gjë që rrit rrezikun e infeksionit, inflamacionit dhe zgjat kohën e rikuperimit.

Shkencëtarët në Institutin e Teknologjisë të Kalifornisë (Caltech) kanë bërë një hap gjigant përpara. Ata prezantuan një sistem për printimin 3D të indeve brenda trupit, pa ndërhyrje kirurgjikale. Teknologjia quhet “printim i thellë sonik i indeve in vivo” (DISP) dhe përdor një biobojë që është e lëngshme në temperaturën e trupit, por ngurtësohet nën ultratinguj. Për më tepër, përdoret një molekulë gjurmuese, e cila lejon kontrollin vizual në kohë reale të procesit, ndërsa boja e tepërt degradohet në mënyrë të sigurt në trup.

Në teste, studiuesit shtypën me sukses inde në stomakun e një lepuri dhe në fshikëzën e një miu. Ata gjithashtu përfshinë nanopjesëza përçuese për të krijuar biosensorë të butë dhe “depo” për ilaçe, të tilla si ato kundër kancerit ose infeksioneve bakteriale, të cilat aktivizohen nga ultratingujt.

“Ky studim zgjeron ndjeshëm shtrirjen e printimit me bazë ultratingujsh dhe demonstron potencialin e tij për zbatime praktike”, tha Dr. Yu Shrike Zhang i Shkollës Mjekësore të Harvardit, i cili nuk ishte pjesë e ekipit.

Nga drita te tingulli,

bioprintimi 3D i ka magjepsur bioinxhinierët për vite me radhë. Teknologjia mundëson krijimin e indeve, organeve dhe pajisjeve mjekësore artificiale. Qasja klasike përdor dritën për të forcuar çdo strukturë shtresore, gjë që mund të jetë e ngadaltë. Printimi volumetrik e përshpejton procesin me një puls të vetëm dhe të saktë drite. Megjithatë, drita ka një gamë të kufizuar në trup – ajo shpërndahet shpejt dhe humbet intensitetin, gjë që është një pengesë për shtypjen në shtresat e indeve të thella.
Ultratingulli ka një avantazh këtu. Ndryshe nga drita, ajo mund të depërtojë thellë në organe deri në 20 centimetra, pa asnjë dëm. Shkencëtarët kanë eksploruar tashmë ultratingujt e fokusuar për të monitoruar aktivitetin e trurit dhe muskujve. Dhe në vitin 2023, studiuesit zhvilluan një të ashtuquajtur material sonomakril që ngurtësohet nën ultratinguj, por është i ndjeshëm ndaj stresit të trupit dhe nxehtësisë, duke kompromentuar saktësinë dhe biokompatibilitetin.

“Printimi 3D duke përdorur ultratinguj brenda trupit është më i vështirë nga sa duket”, shkroi Prof. Xiao Kuang nga Universiteti i Wisconsin.

Material i ri, epokë e re

Sistemi i ri “DISP” përdor një version të përmirësuar të “sono-ink” me më shumë komponentë. Të parat janë zinxhirët molekularë që notojnë lirshëm derisa të marrin një sinjal specifik kimik. Komponenti i dytë janë flluska të mbushura me molekula lidhëse, të cilat lëshohen nën ndikimin e ultrazërit. Komponenti i tretë përmban molekula që shpërndajnë tingullin dhe dritën në frekuenca specifike, duke lejuar ndjekjen e saktë të formimit të indeve.

Ky kombinim i sofistikuar lejon kontroll më të saktë mbi presën, parandalon reaksionet kimike të parakohshme dhe rrit sigurinë e procesit.

Nëse kjo teknologji rezulton e suksesshme tek njerëzit, ajo mund të ndryshojë në mënyrë drastike mënyrën se si i riparojmë indet e dëmtuara dhe i trajtojmë sëmundjet, jo me bisturi, por me ultratinguj.