免動刀,在體內 3D 列印器官!新發明超音波 3D 列印技術可降低手術風險

Shutterstock/TPG Images

2023/12/19

圖文引用自:inside

杜克大學和哈佛醫學院的研究團隊發明了一種新的 3D 列印技術,稱為「深層穿透聲波體積列印」(DVAP),利用超音波在人體內建立生物相容的結構,避免開刀的風險和創傷,提高手術的效率和安全性。

杜克大學和哈佛醫學院的研究團隊最近發明了一種新的 3D 列印技術,可以在人體內建立生物相容的結構。

超音波 3D 列印的突破

3D 列印技術已經在各個領域發揮重要的作用,從工業到教育,從藝術到娛樂,都可以看到 3D 列印的影響力。而在醫學界 3D 列印也具備巨大的潛力,可以用來製造人工器官、骨骼、血管等生物結構,改善人類的健康和生活品質。

但目前的 3D 列印技術還有一個重要的限制,就是「無法在人體內進行列印」這件事,因為光線無法穿透人體組織,而光線是目前 3D 列印的主要固化機制。為了解決這個問題,杜克大學和哈佛醫學院的研究團隊發明了一種新的 3D 列印技術,可以利用超音波在人體內建立生物相容的結構。

超音波 3D 列印的原理

這項新的 3D 列印技術,稱為「深層穿透聲波體積列印」(DVAP),是基於之前開發的一種光敏墨水,這種墨水可以在光線的照射下硬化,形成複雜的生物結構。

但是,光線只能穿透人體組織幾毫米,所以無法在人體內進行列印。

而超音波則可以穿透更深的距離,而且仍然可以限制於特定空間,不會影響其他部位。

DVAP 的原理是利用聲熱效應,也就是當超音波被吸收時,會產生熱量,使得墨水的溫度升高,進而硬化。這種墨水稱為「聲波墨水」(sono-ink),是一種生物相容的液體,可以透過注射的方式送入人體的目標區域。然後,使用一種特製的超音波探頭,可以在人體內控制墨水的硬化,形成所需的結構。

超音波 3D 列印的應用

DVAP 的應用範圍非常廣泛,可以用來修復骨骼或心臟瓣膜等人體結構,也可以用來製造藥物或生物感測器等功能性材料。而且,DVAP 可以避免開刀的風險和創傷,減少感染和出血的可能,提高手術的效率和安全性。

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