Imaginaţi-vă că medicii ar putea imprima cu precizie capsule microscopice care să livreze celule necesare pentru regenerarea ţesuturilor direct acolo unde sunt necesare, inclusiv în organe esenţiale, precum inima. O echipă de oameni de ştiinţă, condusă de Caltech, a făcut un pas important către acest obiectiv final, dezvoltând o metodă de imprimare 3D a polimerilor în zone specifice din interiorul unor organisme vii. Tehnica se bazează pe localizarea prin sunet şi a fost deja utilizată pentru imprimarea unor capsule polimerice destinate livrării selective de medicamente, precum şi a unor polimeri pentru sigilarea rănilor interne.
Inovaţiile recente în domeniul biotehnologiei pot schimba fundamental modul în care este tratat cancerul şi abordate leziunile interne din corp.
Experimente realizate pe animale sugerează că undele ultrasunete pot penetra ţesuturile groase şi pot „imprima” implanturi medicale direct în interiorul organismului.
Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din California (Caltech) au realizat implanturi 3D prin intermediul sunetelor focalizate, folosind o biocerneală reactivă la ultrasunete, introdusă în corp prin injecţie sau cateter.
Undele de ultrasunete, ghidate cu precizie, declanşează o încălzire localizată, uşor peste temperatura corpului, care transformă cerneala într-un gel imprimabil în forme dorite şi adaptat pentru funcţii precum eliberarea de medicamente sau înlocuirea de ţesuturi, conform unui studiu publicat în revista Science, pe 8 mai.
De asemenea, ultrasunetele permit monitorizarea în timp real şi crearea de modele personalizate.
Într-un experiment, au fost imprimate biomateriale încărcate cu medicamente ce au livrat un agent chimioterapic direct în vezica urinară a unui şoarece cu cancer.
Rezultatele au arătat o distrugere semnificativ mai mare a celulelor tumorale timp de câteva zile comparativ cu şoarecii care au primit tratamentul prin injecare clasică.
„Am demonstrat deja că putem imprima hidrogeluri încărcate cu medicamente pentru tratarea tumorilor la animale mici”, a declarat coordonatorul studiului, Wei Gao.
„Următorul pas este testarea pe modele animale mai mari şi, sperăm, în viitorul apropiat, evaluarea la oameni”, a completat acesta.
structuri polimerice din hidrogel realizate prin tehnica de imprimare sonoră in vivo.
Credit: Elham Davoodi şi Wei Gao, Caltech, 8 mai 2025
Echipa a denumit noua tehnică „platforma de imprimare sonoră in vivo în ţesuturi profunde” (DISP).
Cercetătorii îşi propun acum să testeze tehnologia de imprimare într-un model animal de dimensiuni mai mari şi speră ca, în viitorul apropiat, să poată evalua această tehnologie şi la oameni.
Echipa consideră că învăţarea automată ar putea îmbunătăţi capacitatea platformei DISP de a localiza cu precizie ţesuturile din organism şi de a aplica ultrasunetele mai focalizat.
Pe termen lung, cercetătorii de la Caltech îşi propun ca, prin utilizarea inteligenţei artificiale (AI), imprimarea de înaltă precizie să poată fi declanşată automat chiar şi în interiorul unor organe aflate în mişcare, precum inima.
Într-un articol-comentariu, care însoţeşte acest studiu, autorii notează că tehnologia necesită îmbunătăţiri, înainte de a putea fi utilizată la oameni.
„Imprimarea pe organe care se dilată şi contractă, precum plămânii, inima sau stomacul, ridică provocări suplimentare”, au menţionat autorii comentariului.
