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科學(xué)家發(fā)明新型超聲波 3D 打印技術(shù),可實(shí)現(xiàn)植入物體內(nèi)直接打印

2023/12/11 13:12:55 來(lái)源:IT之家 作者:遠(yuǎn)洋 責(zé)編:遠(yuǎn)洋

IT之家 12 月 11 日消息,傳統(tǒng)的手術(shù)方式往往需要進(jìn)行開刀,不僅會(huì)對(duì)患者造成創(chuàng)傷,且恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。為了實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)手術(shù),科學(xué)家們一直在尋找新的技術(shù)。近日,一項(xiàng)名為深層穿透聲學(xué)體積打?。―AVP)的超聲波 3D 打印技術(shù)問(wèn)世,有望實(shí)現(xiàn)將植入物以液態(tài)形式注射入體內(nèi),然后在需要的位置凝固成型,從而顯著降低手術(shù)侵入性。

在心臟模型內(nèi)打印的固化聲波墨水結(jié)構(gòu)(紅色)

據(jù)IT之家了解,目前最常見的 3D 打印技術(shù)是通過(guò)逐層沉積粘性材料并使其固化來(lái)構(gòu)建三維物體。另一種名為體積打印的技術(shù)則是在容器中加入光敏樹脂,然后通過(guò)光照的方式使其凝固成型。然而,這些技術(shù)都存在局限性,例如光無(wú)法穿透皮膚和生物組織,限制了其在體內(nèi)應(yīng)用。

為了克服這些限制,杜克大學(xué)和哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)明了 DAVP 技術(shù)。這種技術(shù)使用一種名為聲波墨水的生物相容性“墨水”,當(dāng)聲波墨水吸收超聲波脈沖時(shí)會(huì)加熱并凝固。理論上,將聲波墨水注射到需要植入物的位置,然后使用外部探頭發(fā)射超聲波,就可以將聲波墨水凝固成所需的形狀,剩余的聲波墨水則可以用注射器取出。

DAVP 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于首先是非侵入性,可以直接在體內(nèi)打印植入物,無(wú)需開刀手術(shù),大大減少了手術(shù)創(chuàng)傷。此外還具有可定制性,可以根據(jù)患者的具體情況設(shè)計(jì)和打印個(gè)性化的植入物。最后是多功能性,可以打印不同類型的植入物,例如骨骼、軟骨、血管等。

DAVP 用于閉合山羊心臟的左心耳

研究人員已經(jīng)使用 DAVP 技術(shù)成功地進(jìn)行了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),包括封堵山羊心臟的切口、修復(fù)雞腿骨骼缺陷以及在肝臟組織內(nèi)打印化療藥物配藥水凝膠。

杜克大學(xué)的副教授 Junjie Yao 說(shuō),“這項(xiàng)技術(shù)有望在手術(shù)和治療領(lǐng)域帶來(lái)許多新的應(yīng)用,這些領(lǐng)域傳統(tǒng)上需要非常侵入性和破壞性的方法,這項(xiàng)工作為 3D 打印世界開辟了令人興奮的新途徑,我們很高興與大家一起探索這項(xiàng)技術(shù)的潛力。”

相關(guān)研究成果發(fā)表在最近的《科學(xué)》雜志上。

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關(guān)鍵詞:3D打印,超聲波

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