Australijscy naukowcy zaprezentowali prototypowe urzÄ…dzenie, które może drukować żywe komórki w technologii 3D wewnÄ…trz organizmu, bezpoÅ›rednio na narzÄ…dach wewnÄ™trznych. Potencjalnie bÄ™dzie ono mogÅ‚o posÅ‚użyć za uniwersalne endoskopowe narzÄ™dzie chirurgiczne, ograniczajÄ…c ryzyko zwiÄ…zane z operacjÄ… otwartÄ…. Elastyczna drukarka 3D, opracowana przez zespóÅ‚ dr. Thanh Nho Do z Uniwersytetu Technicznego w Sydney, bÄ™dzie bowiem mogÅ‚a być doprowadzona do leczonych tkanek i narzÄ…dów przez naturalne otwory ciaÅ‚a. Komercjalizacja rozwiÄ…zania może zająć nastÄ™pne kilka lat.
– Nasze urzÄ…dzenie porusza siÄ™ za pomocÄ… sztucznego mięśnia i można je wprowadzić do wnÄ™trza ciaÅ‚a. Przez nacisk hydrauliczny na sztuczny miÄ™sieÅ„ możemy uzyskać wielowarstwowe biomateriaÅ‚y, które sÄ… nadrukowane na docelowy organ lub tkankÄ™. Oprócz tego dziÄ™ki naszej drukarce można wprowadzić biomateriaÅ‚ w sposób nieinwazyjny. Możemy dotrzeć do tkanki narzÄ…du wewnÄ™trznego, korzystajÄ…c z naturalnych otworów w ciele czÅ‚owieka, na przykÅ‚ad nosa lub odbytu. Jest to zupeÅ‚nie nowe podejÅ›cie w porównaniu do konwencjonalnego – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje dr Thanh Nho Do, starszy wykÅ‚adowca Scientia na Uniwersytecie Nowej PoÅ‚udniowej Walii w Sydney (UNSW)
Standardowo biodruk jest obecnie wykonywany poza organizmem człowieka. Oznacza to, że wydrukowany biomateriał trzeba wszczepić operacyjnie. Wiąże się to z potrzebą sięgnięcia po chirurgię otwartą, a to z kolei oznacza dla pacjenta zwiększone ryzyko związane z zabiegiem i dłuższą rekonwalescencję już po nim.
– Po tradycyjnych zabiegach wystÄ™puje dość duże ryzyko infekcji. Pacjent traci dużo krwi i czas powrotu do sprawnoÅ›ci jest dÅ‚ugi. W ramach tego wyzwania zadaliÅ›my sobie pytanie, czy istnieje technologia, która pozwala na drukowanie biomateriaÅ‚u wewnÄ…trz organizmu czÅ‚owieka w sposób minimalnie inwazyjny – wyjaÅ›nia dr Thanh Nho Do.
Opracowane przez zespóÅ‚ naukowców z Sydney urzÄ…dzenie F3DB to maÅ‚a, elastyczna biodrukarka 3D, którÄ… można wprowadzić do organizmu podobnie jak endoskop i bezpoÅ›rednio dostarczać wielowarstwowe biomateriaÅ‚y na powierzchniÄ™ narzÄ…dów wewnÄ™trznych i tkanek. UrzÄ…dzenie jest wyposażone w cechujÄ…cÄ… siÄ™ bardzo dużą zwrotnoÅ›ciÄ… gÅ‚owicÄ™ obrotowÄ…, która „drukuje” biotusz. Jest ona przymocowana do koÅ„ca dÅ‚ugiego i elastycznego, przypominajÄ…cego węża, robota, którym można sterować z zewnÄ…trz.
– Testujemy nasze urzÄ…dzenie z wykorzystaniem różnych materiaÅ‚ów poza organizmem ludzkim. Nie uzyskaliÅ›my jeszcze zatwierdzenia. Testy wykonywaliÅ›my z użyciem czekolady, pÅ‚ynnego silikonu, a nastÄ™pnie testowaliÅ›my nasze urzÄ…dzenie na żywych biomateriaÅ‚ach. Po testach prowadziliÅ›my obserwacje przez siedem dni i biomateriaÅ‚ bardzo dobrze wspóÅ‚pracowaÅ‚ z naszym urzÄ…dzeniem. Liczba żywych komórek po druku 3D zwiÄ™kszyÅ‚a siÄ™, co oznacza dobre efekty dziaÅ‚ania urzÄ…dzenia – mówi kierownik grupy badawczej z UNSW Medical Robotics Lab.
Naukowcy przeprowadzili już badania laboratoryjne z wykorzystaniem sztucznej okrężnicy oraz na nerce pobranej od świni. Teraz planują testy na żywych zwierzętach. Pomyślny wynik otworzy drogę do badań z udziałem ludzi, a potem komercjalizacji. Zdaniem badaczy potencjalnie może to potrwać od pięciu do siedmiu lat i po tym czasie technologia ta może być wykorzystywana przez lekarzy.
Obecnie nie ma na rynku dostÄ™pnych urzÄ…dzeÅ„, które mogÅ‚yby wykonywać biodruk 3D in situ na tkankach i narzÄ…dach wewnÄ™trznych oddalonych od powierzchni skóry. Dotychczas opracowane urzÄ…dzenia potwierdzajÄ…ce sÅ‚uszność badanej koncepcji sÄ… dużo sztywniejsze niż australijski prototyp i przez to trudniejsze w użyciu w zÅ‚ożonych i ograniczonych przestrzeniach wewnÄ…trz ciaÅ‚a.
WedÅ‚ug Allied Market Research Å›wiatowy rynek miÄ™kkiej robotyki osiÄ…gnÄ…Å‚ w 2019 roku niemal 574 mln dol. przychodów. Do 2027 roku jego wartość zwiÄ™kszy siÄ™ niemal szeÅ›ciokrotnie: do ponad 3,4 mld dol.