Robot umożliwi drukowanie 3D bezpośrednio na ludzkich organach?

Trzeba przyznać, że ostatnie lata to wyjątkowy rozkwit technologii druku 3D w zakresie produkcji biomateriałów zawierających żywe komórki (biotusze), które mogą zostać wykorzystane do leczenia wielu schorzeń, m.in. do zastępowania pozawałowych blizn sercowych czy też „łatania” ścian żołądka. Problem polega jednak na tym, że drukowanie odbywa się najczęściej na urządzeniach o dużych gabarytach, a wydrukowane struktury są delikatne, a więc podczas ręcznego przenoszenia ich do ciała pacjenta niestety łatwo można je uszkodzić.  

Obecne techniki biodruku 3D wymagają, aby biomateriały były wytwarzane poza ludzkim ciałem, a wszczepienie ich z kolei wymaga dużej operacji, która zwiększa ryzyko infekcji. 

Kolejnym wyzwaniem jest również możliwa niezgodność między wydrukiem a powierzchnią tkanki, do której jest wszczepiany. Z tego powodu naukowcy z nadzieją patrzą w stronę rozwiązań, które umożliwią drukowanie bezpośrednio na tkankach wewnątrz organizmu. Jednym z nich może okazać się właśnie miniaturowe elastyczne robotyczne ramię, które będzie można wprowadzić do ciała jak endoskop i w taki sposób dostarczać biomateriały bezpośrednio na powierzchnię narządów oraz tkanek. 

#Robotics: Novel robotic system can 3D print cells onto organs inside the body… https://t.co/YYZo7i1AkU

— Farm Design (@FarmPD) March 3, 2023

Prototyp urządzenia o nazwie F3DB zbudowany jest z długiego elastycznego ramienia, na końcu którego znajduje się zwrotna głowica obrotowa drukująca biotusz przez miniaturową wielokierunkową dyszę. To pozwoli na wprowadzenie robota do organizmu w sposób mało inwazyjny, a także na wielowarstwowe drukowanie różnych form nawet w trudno dostępnych miejscach. 

Gdy już F3DB zakończy drukowanie w jednym miejscu, można go skierować w inne, aby ponownie rozpocząć proces. Dzięki temu urządzenie może być używane do drukowania biomateriałów na sporych obszarach, w tym na całej powierzchni narządów takich jak żołądek, okrężnica, serce czy pęcherz moczowy, czego nie da się zrobić za pomocą dostępnych obecnie urządzeń do biodruku. 

Twórcy przetestowali wynalazek na zewnątrz ciała na płaskich i zakrzywionych powierzchniach, włącznie z wnętrzem sztucznej okrężnicy i powierzchnią nerki świni, używając w tym celu czekolady, żelu kompozytowego oraz biomateriałów. Okazało się, robot działa doskonale i co najważniejsze, proces drukowania nie miał negatywnego wpływu na komórki, gdyż po wydrukowaniu większość z nich nadal żyła.