В Австралии разработали устройство для 3D-печати клеток на органах внутри тела (5 фото + 2 видео)

Инженеры из Университета Южного Уэльса в Сиднее (UNSW) представили прототип гибкой роботизированной руки для биопринтинга — 3D-биопечати на тканях и органах внутри человеческого тела.





F3DB — это универсальный эндоскопический инструмент, который можно использовать как для эндоскопической хирургии, так и для печати биочернилами непосредственно на внутренних органах.

Команда сотрудников Лаборатории медицинской робототехники UNSW заявила, что при дальнейшем развитии в течение пяти-семи лет технология может быть использована медиками для доступа к труднодоступным областям внутри тела через небольшие разрезы кожи или естественные отверстия.



«Существующие методы 3D-биопечати требуют, чтобы биоматериалы производились вне тела, а для их имплантации человеку обычно требуется большая открытая операция в открытом поле, что увеличивает риск заражения, — сказал ведущий исследователь Тхань Нхо До. — Наш гибкий 3D-биопринтер позволяет напрямую доставлять биоматериалы в целевые ткани или органы с помощью минимально инвазивного подхода».

По словам учёного, устройство даёт возможность точной трёхмерной реконструкции ран внутри тела — таких как травмы стенки желудка или повреждения толстой кишки. Оно оснащено трёхосевой печатающей головкой, установленной на кончике мягкой роботизированной руки, состоящей из мягких искусственных мышц.



Рука может двигаться в трёх направлениях, подобно настольным 3D-принтерам, а также сгибаться и поворачиваться за счёт встроенного гидравлического механизма. Руку можно подогнать под любую длину, а её жёсткость точно настроить с помощью разных типов эластичных трубок и тканей.



Печатающую головку можно запрограммировать на печать заранее заданных форм или управлять ею вручную, если требуется более сложная биопечать.



Разработчики протестировали устройство на жизнеспособность клеток биоматериала после печати. Эксперименты прошли успешно: напечатанные клетки в большинстве своём выжили и продолжили рост. Через неделю их количество выросло в четыре раза. Результаты проделанной работы были опубликованы в журнале Advanced Science.

Создатели устройства также продемонстрировали, что его можно использовать в качестве эндоскопического хирургического инструмента. Например, для удаления некоторых видов рака, особенно колоректального, третьего по распространённости в мире. Сопло печатающей головки F3DB можно использовать как электрический скальпель, который пометит, а затем срежет раковые образования. Также через сопло можно подать воду для удаления крови и лишней ткани на прооперированном участке. И немедленно после этого выполнить биопечать, без необходимости замены инструментов.

Учёные успешно продемонстрировали выполнение таких многофункциональных процедур на кишечнике свиньи.

Предварительный патент на устройство уже получен. Следующий этап — испытания на живых животных и усовершенствование устройства путём добавления дополнительных возможностей (встроенной камеры, системы сканирования в реальном времени для проведения трёхмерной томографии движущихся тканей внутри тела).