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美国加州理工学院研究团队开发出一种名为“成像引导深层组织体内超声打印”(DISP)的新技术,无需手术即可在体内制造医疗植入物和定制化治疗组织,为未来精准医疗开辟了新方向。

  美国加州理工学院研究团队近日在医学3D打印领域取得突破性进展。他们开发出一种名为“成像引导深层组织体内超声打印”(DISP)的新技术,无需手术即可在体内直接制造医疗植入物和定制化治疗组织,为未来精准医疗开辟了新方向。该研究成果已发表于最新一期《科学》杂志。

  DISP技术结合了聚焦超声与特制的“超声墨水”,能够在身体深处精准制造生物材料。研究人员指出,这一创新有望彻底改变个性化医疗的方式,提供更安全、更精准的解决方案。

  目前,3D生物打印技术已在医学界展现出巨大潜力,但大多数现有方法仍需通过手术植入打印材料,存在创伤大、风险高等问题。而DISP技术则采用全新的思路,利用聚焦超声波触发生物墨水的凝胶化反应,在目标部位实现原位打印。

  “超声墨水”由生物聚合物、成像造影剂以及温敏脂质体组成,可通过注射或导管输送至体内深层组织。在DISP系统中,自动定位的超声换能器按照预设的数字模型工作,产生局部微热,促使脂质体释放交联剂,引发墨水迅速凝胶固化。整个过程精准可控,且能借助成像技术实时监控。

  此外,DISP技术所使用的生物墨水具有高度可调性,可根据需要设计其性能,如增强导电性、实现药物缓释、促进组织黏附等,为多种疾病的治疗提供了灵活方案。

  实验中,团队成功在小鼠膀胱肿瘤附近和兔子深层肌肉组织中打印出有载药的功能性生物材料,验证了DISP在药物输送、组织修复和生物电子器件构建中的应用潜力。安全评估显示,该技术未引发明显炎症或组织损伤,且凝胶墨水具有良好的生物相容性。

  随着技术的不断完善,这项创新有望在未来广泛应用于临床,实现“体内打印、无创治疗”的愿景。

  生物医学领域是3D打印技术的重要应用领域。传统方法先在体外打印出与患者身体匹配的骨骼、心脏支架等,再植入体内,但患者仍需承受手术痛苦。相比之下,DISP技术直接在体内实现生物材料精准打印,补上了这一短板。未来,结合人工智能等技术,医学界有望彻底变革3D打印生物材料的传统模式,推动个性化医疗的发展。

(文章来源:科技日报)