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北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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杜克大学和哈佛医学院的工程师已经开发出了一种兼容的材料，通过吸收超声波，可以将不同的三维形状和结构固化由于对声波的响应不是光，它可以在深层组织中用于生物医疗目的，并将血栓治疗转移到心脏瓣膜对
这项工作将于12月7日在《科学》杂志上发表3D打印工具的用途正在不断增加打印机创造了医疗设备的原型，设计了灵活、轻便的电子设备，并为创伤和愈合提供了工程组织但是，许多打印技术都涉及到在流中逐点创建对象，以及通常需要强大打印平台的复杂过程
为了在过去的几年里解决这些问题，研究人员开发了一种光敏墨水，它直接响应于光的目标光束，并快速硬化到所需的红色结构尽管这种打印技术可以大大提高打印的速度和质量，但研究人员只能使用透明的打印纸，并且生物医疗用途有限，因为光不能到达组织外数百万米的地方
现在，YBrighamandWomen's Hospital的生物工程师兼Harvard医学院的副教授ShrikeZhang和Duke的生物医学工程师副教授Junjie Yao开发了一种称为深度穿透声学容积打印（DVAP）的打印方法，解决了这些问题这项新技术涉及到对声波而非光的特殊反应，增强了它们在一个前所未有的深度上创造出生物医学有用的结构 设计了DVAP的超声波打印技术的姚解释道：“DVAP可以缓解声波被重新吸收并增加溜冰场温度时产生的过热效应。”“超声波可以穿透光的深度超过100倍，而在空间受限的情况下，种子可以到达具有高空间精度的组织、骨骼和器官，而这些精度是用基于光的成像方法无法达到的。”VAP的第一组分涉及一种称为无墨水的液体，它是由水凝胶、微粒和分子组成的，这些分子被设计成对超声波有特定的反应一旦没有墨水被输送到目标区域，特别是超声波打印问题就会集中在墨水中的超声波上，使部分墨水硬化成复杂的测试结构这些结构与模拟一个气泡状水凝胶硬度的其他支架不同，可以放置在任何支架上
“墨水本身是粘性液体，因此可以很容易地注入目标，当你将超声波打印问题移到周围时，墨水中的材料会连接在一起并硬化，”在Brigham设计墨水实验室的张说“一旦完成，你就可以移除任何剩余的注射器，而不是固化的注射器。”
没有墨水的不同成分使搜索引擎能够为各种各样的产品调整公式例如，如果他们想创建一个支架来帮助治疗骨折或弥补骨丢失，他们可以在支架上添加骨矿物质颗粒这种灵活性还使配方奶粉的发动机更耐用或更易降解，具体取决于温度他们可以调整最终打印的颜色
团队进行了这项测试，作为他们新技术概念的一部分第一个是在山羊的耳朵里用墨水冲洗一段当人类出现非瓣膜性视网膜炎时，两者的位置不正确，导致血栓形成传统的治疗方法要求用胸科手术来封闭左心室，以减少血栓和心脏病发作
取而代之的是，将声波墨水输送到左心房的导管出现在位于打印室的心脏上超声波探测的焦点是通过12毫米的超声波，使墨水变硬，而不会损坏任何腐蚀性有机物一旦这个过程完成，信息就会附着在心脏组织上，并且可以灵活地移动到模仿心脏跳动的支架上
接下来，我们测试了rDAP在组织重建和生成中的作用在使用Acckenlg创建骨骼缺陷模型后，受试者通过10多个皮肤和肌肉组织层的样本注射了骨骼中的一个这种材料与骨骼紧密结合，对周围组织没有负面影响
最后，姚和张证明DVAP也可用于药物递送在这个例子中，他们将一种常见的化疗药物添加到伊林克，并将其输送到肝组织样本中使用该探针，他们将墨水硬化为水凝胶，从而降低了血液治疗的效率，并有助于解决纵向问题 张说：“我们还远远没有把这种技术带到临床上，但这些测试证实了这种技术的潜力。”“我们很高兴看到它能从这里走到这里。” 姚说：“因为我们可以通过组织进行打印，所以在传统的侵入性和破坏性方法中，在大鼠和大鼠身上的潜在应用率很低。”“这项工作开启了3D打印世界的新篇章，我们很高兴能一起探索这项工作的潜力。”
来源:
Materials provided by
Duke University. Original written by Michaela Martinez.
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参考:
2024-01-20
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