Inventan nueva forma de imprimir en 3D dentro del cuerpo

La tinta biocompatible reacciona con ultrasonido para crear estructuras biomédicas dentro del cuerpo.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Duke y la Facultad de Medicina de Harvard ha desarrollado una nueva forma de imprimir en 3D el interior del cuerpo humano, enviando ondas de ultrasonido a una tinta biocompatible inyectable.

La investigación del equipo se basa en una tinta fotosensible desarrollada previamente que se endurece cuando se expone a rayos de luz, lo que permite a los científicos construir lentamente intrincadas estructuras biomédicas.

Pero la luz sólo puede penetrar unos pocos milímetros en el tejido de un paciente determinado, según un comunicado sobre la investigación.

Sin embargo, las ondas sonoras pueden penetrar mucho más lejos.

El nuevo proceso, denominado “impresión volumétrica acústica de penetración profunda” (DVAP, por sus siglas en inglés), podría llevar el concepto aún más lejos, permitiendo a los científicos reparar huesos o incluso reparar válvulas cardíacas que funcionan mal, evitando al mismo tiempo la necesidad de una cirugía abierta invasiva.

“DVAP se basa en el efecto sonotérmico, que se produce cuando las ondas sonoras se absorben y aumentan la temperatura para endurecer nuestra tinta“, dijo el coautor y profesor asociado de ingeniería biomédica de Duke, Junjie Yao.

“Las ondas de ultrasonido pueden penetrar más de 100 veces más profundamente que la luz mientras están confinadas espacialmente, por lo que podemos llegar a tejidos, huesos y órganos con una alta precisión espacial que no ha sido posible con métodos de impresión basados en luz“, añadió Yao.

Una vez que la “tinta sonora” biocompatible llega al área objetivo, una sonda de ultrasonido especialmente diseñada puede endurecerla en su lugar para crear estructuras intrincadas.

“La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que se mueve la sonda de impresión por ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y endurecerán“, dijo Y. Shrike Zhang, coautor y bioingeniero asociado del Hospital Brigham and Women’s de Harvard.

“Una vez hecho esto, puedes eliminar cualquier resto de tinta que no se haya solidificado con una jeringa“, añadió Zhang.

Lo mejor de todo es que los científicos encontraron formas de formular nuevas versiones de su “tinta sonora”, que van desde estructuras duraderas parecidas a huesos hasta válvulas cardíacas más blandas y flexibles.

En una serie de tres pruebas, el equipo desarrolló una estructura especial para sellar una sección dentro del corazón de una cabra para evitar que la sangre se acumule dentro del órgano.

El tejido se endureció y se adhirió de forma segura al tejido sin complicaciones.

El equipo también abordó un defecto óseo dentro de una pierna de pollo.

Los científicos también demostraron que un hidrogel especial de tinta sonora podría liberar lentamente un fármaco de quimioterapia dentro del hígado.

Pero, como siempre, es necesario realizar muchas más investigaciones antes de que podamos saber con certeza si la misma tecnología podría funcionar en humanos.

“Aún estamos lejos de llevar esta herramienta a la clínica, pero estas pruebas reafirmaron el potencial de esta tecnología“, dijo Zhang.

Fuente: Science