Australijscy naukowcy zaprezentowali prototypowe urądzenie, które może drukować żywe komórki w technologii 3D wewnątr organizmu, bezpośrednio na narądach wewnętrnych. Potencjalnie będzie ono mogło posłużyć za uniwersalne endoskopowe narędzie chirurgiczne, ograniczając ryzyko związane z operacją otwartą. Elastyczna drukarka 3D, opracowana prez zespół dr. Thanh Nho Do z Uniwersytetu Technicznego w Sydney, będzie bowiem mogła być doprowadzona do leczonych tkanek i narądów prez naturalne otwory ciała. Komercjalizacja rozwiązania może zająć następne kilka lat.
– Nasze urądzenie porusza się za pomocą sztucznego mięśnia i można je wprowadzić do wnętra ciała. Prez nacisk hydrauliczny na sztuczny mięsień możemy uzyskać wielowarstwowe biomateriały, które są nadrukowane na docelowy organ lub tkankę. Oprócz tego dzięki naszej drukarce można wprowadzić biomateriał w sposób nieinwazyjny. Możemy dotreć do tkanki narądu wewnętrnego, korystając z naturalnych otworów w ciele człowieka, na przykład nosa lub odbytu. Jest to zupełnie nowe podejście w porównaniu do konwencjonalnego – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje dr Thanh Nho Do, starszy wykładowca Scientia na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Sydney (UNSW)
Standardowo biodruk jest obecnie wykonywany poza organizmem człowieka. Oznacza to, że wydrukowany biomateriał treba 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 występuje dość duże ryzyko infekcji. Pacjent traci dużo krwi i czas powrotu do sprawności jest długi. W ramach tego wyzwania zadaliśmy sobie pytanie, czy istnieje technologia, która pozwala na drukowanie biomateriału wewnątr organizmu człowieka w sposób minimalnie inwazyjny – wyjaśnia dr Thanh Nho Do.
Opracowane prez zespół naukowców z Sydney urądzenie F3DB to mała, elastyczna biodrukarka 3D, którą można wprowadzić do organizmu podobnie jak endoskop i bezpośrednio dostarczać wielowarstwowe biomateriały na powierchnię narądów wewnętrnych i tkanek. Urądzenie jest wyposażone w cechującą się bardzo dużą zwrotnością głowicę obrotową, która „drukuje” biotusz. Jest ona przymocowana do końca długiego i elastycznego, przypominającego węża, robota, którym można sterować z zewnątr.
– Testujemy nasze urądzenie z wykorystaniem różnych materiałów poza organizmem ludzkim. Nie uzyskaliśmy jeszcze zatwierdzenia. Testy wykonywaliśmy z użyciem czekolady, płynnego silikonu, a następnie testowaliśmy nasze urądzenie na żywych biomateriałach. Po testach prowadziliśmy obserwacje prez siedem dni i biomateriał bardzo dobre współpracował z naszym urądzeniem. Liczba żywych komórek po druku 3D zwiększyła się, co oznacza dobre efekty działania urądzenia – mówi kierownik grupy badawczej z UNSW Medical Robotics Lab.
Naukowcy preprowadzili już badania laboratoryjne z wykorystaniem sztucznej okrężnicy oraz na nerce pobranej od świni. Teraz planują testy na żywych zwierętach. Pomyślny wynik otwory 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 wykorystywana prez lekary.
Obecnie nie ma na rynku dostępnych urądzeń, które mogłyby wykonywać biodruk 3D in situ na tkankach i narądach wewnętrnych oddalonych od powierchni skóry. Dotychczas opracowane urądzenia potwierdzające słuszność badanej koncepcji są dużo sztywniejsze niż australijski prototyp i przez to trudniejsze w użyciu w złożonych i ograniczonych przestreniach wewnątr ciała.
Według Allied Market Research światowy rynek miękkiej robotyki osiągnął w 2019 roku niemal 574 mln dol. przychodów. Do 2027 roku jego wartość zwiększy się niemal sześciokrotnie: do ponad 3,4 mld dol.
