Ученые создали роботизированную систему для 3D-биопечати на органах внутри тела

Опытный образец устройства, получившего название F3DB, управляется извне и состоит из длинной гибкой роботизированной "руки", на конце которой находится трехосевая печатающая головка, "печатающая" биочернила через миниатюрное сопло.

Самый маленький прототип F3DB, созданный командой из UNSW, имеет диаметр аналогичный коммерческим терапевтическим эндоскопам (примерно 11-13 мм). По словам исследователей, его можно легко уменьшить для будущего использования в медицине.

"Существующие методы 3D-биопечати требуют изготовления биоматериалов вне организма, а для их имплантации человеку обычно требуется открытая хирургическая операция, что повышает риск заражения", - говорит доктор Тхань Нго До, автор исследования.

"Наш гибкий 3D-биопринтер позволяет доставлять биоматериалы непосредственно в целевые ткани или органы с минимально инвазивным подходом, - сказал До. - Наш прототип способен печатать многослойные биоматериалы различных размеров и форм в ограниченных и труднодоступных областях благодаря своему гибкому корпусу".

Исследовательская группа протестировала устройство внутри искусственной толстой кишки, где оно смогло пройти через ограниченное пространство, после чего было смогло успешно осуществить 3D-печать. Также оно было испытано на поверхности свиной почки.

Важно отметить, что клетки не пострадали в процессе печати, а после печати большинство клеток остались живыми. В пресс-релизе университета отмечается, что они продолжали расти в течение следующих семи дней, а через неделю после печати их количество увеличилось в четыре раза.

Помимо печати биоматериалов, устройство может работать как обычный эндоскопический прибор, очищая структуры с помощью струи воды, маркируя повреждения и рассекая ткани.

Следующим этапом разработки системы, на которую был получен предварительный патент, является тестирование in vivo на животных для демонстрации ее практического применения.

Исследователи также планируют внедрить в систему встроенную камеру и систему сканирования в реальном времени, которая позволит реконструировать 3D-томографию движущихся тканей внутри тела.

По словам разработчиков при дальнейшем развитии их устройство будет готово к использованию медицинскими работниками в течение пяти-семи лет.

Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.