A Duke Egyetem és a Harvard Medical School kutatói egy olyan technológiát dolgoztak ki, amelynek köszönhetően egy nap egy új világ köszönthet az egészségügyre – a minimális invazív műtétek világa. Az úgynevezett mélybehatoló akusztikus volumetrikus nyomtatásnak (DVAP) nevezett módszer ugyanis egy újszerű, a bonyolult műtéteket kikerülő megközelítést vezet be egy biokompatibilis anyag, a “sono-ink” segítségével. A “sono-ink” vagy magyarul szono-tinta lényegében tehát egy olyan a tinta, ami az ultrahang impulzusok hatására felmelegszik és megszilárdul.

A hagyományos 3D nyomtatás általában viszkózus anyagok rétegezését jelenti, amelyek aztán idővel megkeményednek. Egy másik bevált módszer, a volumetrikus nyomtatás, fénymintákat alkalmaz egy fényérzékeny gyantával töltött átlátszó tartályon keresztül, hogy megszilárdítsa az egyes területeket, és fokozatosan bonyolult háromdimenziós objektumokat hoz létre. Ennek a technikának azonban akadnak korlátai – például ugye az emberi bőr és a biológiai szövetek szinte átlátszatlanok, így a fény csak néhány milliméteres áthatolást tesz lehetővé. Következésképpen ez utóbbi technológia sem használható a testen belüli implantátumnyomtatáshoz.

A DVAP lényege tehát, hogy elviekben az utóbb említett eljárásra épül, csak nem igényel átláthatóságot, mivel fény helyett mélyreható ultrahanghullámokat vet be. Az eljárás innentől egyszerűen megérthető: a szono-tintát a testen belül oda fecskendezik be, ahol az implantátumra szükség lesz, majd ez az ultrahang impulzusok elnyelésével felveszi a végső, szükséges alakot, és megszilárdul. A felesleges tinta pedig a fecskendővel eltávolítható.

A szono-tinta sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy különböző élettartamú és tulajdonságú készítményeket utánozzanak a különböző biológiai szövetek helyettesítésére – például akár csontokat. Laboratóriumi tesztek során az eljárással már sor került egy kecske szívszakaszának lezárására (nem billentyűs pitvarfibrillációs kezelés miatt), de kijavították egy csirkecomb csonthibáját, sőt sikerült kemoterápiás gyógyszert adagoló hidrogéleket is nyomtatni közvetlen a májszövetbe.

Mint azt a kutatást vezető Junjie Yao professzor elmondta:

“Mivel a szöveteken keresztül tudunk nyomtatni, sok lehetséges alkalmazást tesz lehetővé a sebészetben és terápiában, amelyek hagyományosan nagyon invazív és zavaró módszereket foglalnak magukban. Ez a munka izgalmas új utat nyit a 3D nyomtatás világában, és izgatottan várjuk, hogy együtt fedezzük fel az eszközben rejlő lehetőségeket.”

(Kép: emberi szív modellje, amelyen a piros szín jelöli a 3D-nyomtatott részt, forrás: Alex Sanchez, Duke University; Junjie Yao, Duke University; Y. Shrike Zhang, Harvard Medical School)