Προκειμένου να διατηρηθούν οι χειρουργικές επεμβάσεις ελάχιστα επεμβατικές, αναφέρεται ότι θα ήταν επιθυμητό τα εμφυτεύματα να μπορούσαν να εγχυθούν στο σώμα σε υγρή μορφή και στη συνέχεια να στερεοποιηθούν μια φορά στη θέση τους
Μια νέα διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης που βασίζεται σε υπερήχους μπορεί μια μέρα να κάνει αυτό ακριβώς το πράγμα δυνατό.
Ποιες είναι οι γνωστές μέχρι τώρα διαδικασίες τρισδιάστατης εκτύπωσης
Ο πιο κοινός τύπος τρισδιάστατης εκτύπωσης περιλαμβάνει την κατασκευή τρισδιάστατων αντικειμένων με την εναπόθεση διαδοχικών στρωμάτων παχύρρευστου υλικού που στη συνέχεια σκληραίνει. Μια άλλη καθιερωμένη μέθοδος τρισδιάστατης εκτύπωσης, γνωστή ως ογκομετρική εκτύπωση, περιλαμβάνει λαμπερές δέσμες ή μοτίβα φωτός μέσω της διαφανούς κορυφής και των πλευρών ενός δοχείου, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει μια φωτοευαίσθητη ζελατινώδης ρητίνη.
Όπου αυτή η ρητίνη εκτίθεται στο φως, πολυμερίζεται (στερεοποιείται) – η υπόλοιπη ρητίνη στο δοχείο παραμένει μια γέλη. Μετακινώντας την πηγή φωτός γύρω, ώστε να φτάσει σε διαφορετικά μέρη της ρητίνης, είναι δυνατό να δημιουργηθεί σταδιακά ένα πολύ λεπτομερές τρισδιάστατο αντικείμενο.
Ένας από τους περιοριστικούς παράγοντες της ογκομετρικής εκτύπωσης είναι το γεγονός ότι για να φτάσει το φως στο στόχο του, το δοχείο και η ρητίνη πρέπει να είναι διαφανή. Επειδή το ανθρώπινο δέρμα και ο βιολογικός ιστός είναι σχεδόν αδιαφανείς, το φως μπορεί να φτάσει μόνο μερικά χιλιοστά μέσα από αυτά. Αυτό σημαίνει ότι στην τρέχουσα μορφή της, η τεχνική δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εμφυτευμάτων μέσα στο σώμα.
Η νέα τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης που βασίζεται στον ήχο
Έχοντας υπόψη αυτόν τον περιορισμό, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Duke και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ επινόησαν μια νέα τεχνική βασισμένη στον ήχο που ονομάζεται ακουστική ογκομετρική εκτύπωση βαθιάς διείσδυσης ή DVAP. Αντί για φωτοευαίσθητη ρητίνη, χρησιμοποιεί ένα βιοσυμβατό «μελάνι» με υπερήχους – γνωστό ως sono-ink – το οποίο έχει σχεδιαστεί για να θερμαίνεται και στη συνέχεια να στερεοποιείται όταν απορροφά παλμούς υπερήχων.
Αυτό το παχύρρευστο μελάνι, όπως αναφέρεται, θα μπορούσε ενδεχομένως να εγχυθεί στο μέρος του σώματος όπου χρειάζεται ένα εμφύτευμα και στη συνέχεια να εκτεθεί σε κύματα υπερήχων βαθιάς εμβέλειας που παραδίδονται από έναν στρατηγικά εστιασμένο εξωτερικό καθετήρα.
Μόλις το ίδιο το εμφύτευμα είχε πολυμεριστεί στην επιθυμητή μορφή, τυχόν μελάνι που είχε απομείνει θα μπορούσε να αφαιρεθεί από το σώμα χρησιμοποιώντας μια σύριγγα.
Ανάλογα με την προβλεπόμενη εφαρμογή, το sono-ink μπορεί να διαμορφωθεί έτσι ώστε να είναι μακράς διαρκείας ή βιοδιασπώμενο και να μιμείται διαφορετικούς τύπους βιολογικών ιστών όπως τα οστά.