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無需開刀 量身定制

超聲3D生物打印實現體內“深層制造”

2025年05月12日08:27 | 來源:科技日報
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原標題:超聲3D生物打印實現體內“深層制造”

美國加州理工學院研究團隊近日在醫學3D打印領域取得突破性進展。他們開發出一種可在體內直接制造醫療植入物和定制化治療組織的新技術,無需進行傳統侵入性手術。該技術為未來精准醫療開辟了新方向。成果發表於最新一期《科學》雜志。

這項新技術被稱為“成像引導深層組織體內超聲打印”(DISP),它結合了聚焦超聲與特制的“超聲墨水”,能夠在身體深處精准制造生物材料。研究人員表示,這一技術有望徹底改變個性化醫療的方式,為疾病治療提供更安全、更精准的解決方案。

目前,3D生物打印技術已在醫學界展現出巨大潛力。但打印個性化植入物時,大多數現有方法仍需通過手術將打印材料植入體內,存在創傷大、風險高等問題。

相比之下,DISP技術採用了一種全新的思路:利用聚焦超聲波來觸發生物墨水的凝膠化反應,從而在目標部位實現原位打印。這種“超聲墨水”由生物聚合物、成像造影劑以及溫敏脂質體組成,可以通過注射或導管輸送到體內深層組織。

在DISP系統中,一個自動定位的超聲換能器按照預設的數字模型工作,在指定位置產生局部微熱(略高於體溫),促使脂質體釋放交聯劑,進而引發墨水迅速凝膠固化。整個過程不僅精准可控,還能借助成像技術實時監控。

此外,該技術所使用的生物墨水具有高度可調性。人們可根據需要設計其性能,如增強導電性、實現藥物緩釋、促進組織黏附,甚至具備實時成像功能,為多種疾病的治療提供靈活方案。

在實驗中,團隊成功在小鼠的膀胱腫瘤附近和兔子的深層肌肉組織中,打印出了有載藥的功能性生物材料,驗証了DISP在藥物輸送、組織修復和生物電子器件構建中的應用潛力。安全評估顯示,該技術未引發明顯炎症或組織損傷,且凝膠墨水不會在一周內被機體自然清除,有良好的生物相容性。

團隊表示,隨著技術不斷完善,這項創新有望在未來廣泛應用於臨床,真正實現“體內打印、無創治療”的願景。(記者張夢然)

(責編:郝孟佳、李昉)

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