Технологии 4D в медицине

Ученые разработали «умный гель», из которого можно создавать «живые» импланты, гибких роботов и устройства для таргетной доставки лекарств к различным органам.

По сути метод представляет собой 3D-печать, но материалом для создания объектов служит специальный гидрогель с высоким содержанием воды. Он умеет менять форму и размеры в зависимости от температуры.

«Умный гель» может обеспечить уровень жесткости, характерный для тех или иных органов, например, для легких. В него можно поместить воду и лекарства для транспортировки в определенные части тела с последующим высвобождением. Также ученые надеются, что новый материал поможет в создании гибких роботов и частей для различных медицинских аппаратов.

Гоуон Ли (Howon Lee), старший автор исследования, отмечает:

«Потенциал этого нового материала пока еще не раскрыт. Мы добавили в него дополнительное измерение, это первый случай, когда такое было сделано в подобном масштабе. Это гибкие материалы, умеющие принимать ту или иную форму. Мне нравится называть их умными материалами».

Гидрогели применяют уже не одно десятилетие. Но до сего момента из них создавали лишь статичные конструкции, например, каркасы для выращивания клеточных структур. Для этого применяют технологии литья и литографии.

В настоящем исследовании ученые применяли достаточно быструю и недорогую модификацию литографии, которая позволяет создавать трехмерные объекты из разных материалов. Печать осуществляется послойно с применением специальной смолы. Последняя состоит из:

• гидрогеля;
• химического соединения, которое действует как связующее вещество;
• химического соединения, которое обеспечивает склеивание при попадании на него света;
• красителя, который контролирует проникновение света.

Исследователи разработали технологию, которая помогает достаточно точно контролировать расширение и усадку геля. При температуре ниже 32°C материал поглощает жидкость и увеличивается в объеме. Если температура поднимается выше 32°C, гель, напротив, теряет жидкость, и объект уменьшается.

Размеры объектов, которые можно создавать с помощью новой технологии, варьируют от толщины волоса до нескольких миллиметров. Из гидрогеля можно «выращивать» для 3D-объектов «рабочие органы». Например, путем изменения температуры, их можно заставить двигаться.

«Если вы имеете полный контроль над формой предмета, вы можете запрограммировать его функцию», — отмечает Гоуон Ли.

Технология может открыть много новых возможностей перед хирургией (создание «искусственных органов») и другими сферами медицины. Впрочем, современные хирурги тоже могут творить чудеса — например, прооперировать межпозвонковую грыжу через небольшой прокол в пояснице без общего наркоза и поставить пациента на ноги в день операции.

Эта и другие технологии будущего уже доступны в Москве, в международной клинике Медика24. Свяжитесь с нами: +7(991) 646-89-39.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180131090302.htm