Imagine se os médicos podem fornecer cápsulas em miniatura para fornecer as células necessárias para o reparo de tecidos onde precisam Dentro Um coração batendo. Uma equipe de cientistas liderada pela Caltech deu um passo importante em direção a esse objetivo final, criando um método para polímeros de impressão 3D em lugares específicos profundos entre os animais vivos. A estratégia depende do som para localização e já foi usada para imprimir cápsulas de polímero para o fornecimento de medicamentos seletivos, bem como as feridas internas do polímero nacional adesivo.
Anteriormente, os cientistas usaram luz infravermelha para conectar as unidades básicas de polímeros em organismos vivos ou conectar os monomos. “Mas a infiltração por infravermelho é muito limitada a ela apenas chega ao fundo da pele”, Wei Gao, professor de engenharia médica da Caltech, diz um investigador do Instituto de Pesquisa Médica Heritage. “Nossa nova estratégia atinge o tecido profundo e pode imprimir uma variedade de materiais para aplicações amplas, mantendo a grande biomappacidade”.
Gao e seus colegas relataram seu novo na estratégia de impressão 3D Vivo na revista CiênciaAlém dos géis e polímeros biodesivos para suprimentos de medicamentos e células, o artigo também descreve o uso da técnica para imprimir hidrogéis bioelétricos, que é um material condutor incorporado para observações internas de sintomas fisiológicos, como o eletrocardiograma (ECGs). O principal autor deste estudo é Elham Dabudi, professor assistente de engenharia mecânica da Universidade de Utah, que concluiu o trabalho durante o estudioso pós -dicto da Caltech.
A fonte da ideia de um romance
Para encontrar uma maneira de realizar um tecido profundo in vivo, Gao e seus colegas se transformaram em um ultrassom, era uma plataforma amplamente utilizada na biomedicina para a infiltração de tecidos profundos. No entanto, eles precisam de uma maneira de atravessar a ligação, ou para vincular os monômeros, e somente quando desejado.
Eles apareceram com uma abordagem sofisticada: combine o ultrassom com lipossomas de temperamento inferior. Esses lipossomas nacionais, vasiks nacionais de células arredondados com camadas de gordura protetora são frequentemente usadas para fornecer medicamentos. No novo trabalho, os cientistas impõem lipossomas com agentes de ligação cruzados e os incorporaram em uma solução de polímero com o polímero que eles queriam imprimir, um agente de contraste de imagem que cruzava a cruz ligando e esperava distribuir a carga – por exemplo. Ingredientes adicionais podem ser incluídos, como células e nanotub de carbono ou materiais condutores semelhantes a prata. O composto Biok foi então injetado diretamente no corpo.
Temperatura para impressão de gatilho simplesmente aumenta um toque
As partículas de lipossomo são sensíveis ao nível de baixo nível, o que significa que, ao usar o ultrassom de foco para aumentar a temperatura de uma pequena região-alvo em cerca de 5 graus Celsius, os cientistas podem começar a liberar sua carga útil e imprimir polímeros.
Gao diz: “Basta aumentar a temperatura de alguns graus Celsius para liberar nossos agentes de ligação cruzados para partículas de lipossomo”. “Onde os agentes são publicados, a localização acontecerá ou impressam”
A equipe usa vesículas de gás da Bactérias como agente de contraste de imagem. As cápsulas cheias de ar da proteína são vistas fortemente em imagens de ultrassom e são sensíveis a alterações químicas que ocorrem quando a solução monomórica líquida ocorre quando ocorrem links cruzados para formar a rede de gel. Os vesicais detectados por imagens de ultrassom realmente variam o contraste, quando a conversão ocorre, os cientistas permitem identificar facilmente quando e precisamente onde a ligação cruzada da polimerização é permitida para personalizar padrões impressos em seus animais vivos.
A equipe é chamada de nova técnica da plataforma Vivo Sound Printing (DISP).
Quando a equipe usou a plataforma DISP para imprimir os encargos com uma droga quimioterapêutica perto de um tumor de bexiga de rato, eles tiveram morte de células tumorais suficientes por vários dias em comparação com a injeção direta do medicamento.
Gao diz: “Já mostramos em um pequeno animal que podemos imprimir hidrogéis de bouquê de drogas para o tratamento de tumores”. “Nosso próximo estágio está tentando imprimir um modelo animal maior e esperar que, em um futuro próximo, possamos avaliá -lo em humanos”.
A equipe também acredita que o aprendizado de máquina pode aumentar a capacidade de detectar a plataforma DISP especificamente identificação e focar o ultrassom. “No futuro, com a ajuda da IA, queremos poder desencadear impressão de alto dependente nos membros em movimento como um coração em marcha”, diz Gao.
Este trabalho ajudou no financiamento da iniciativa de desafio dos Institutos Nacionais de Saúde, da American Cancer Society, do Heritage Medical Research Institute e da UCLA. O Laboratório Avançado de Microscopia/Esposcopia e Microscopia de Fluorocense foram realizadas no Instituto de Nanossistemas da Califórnia da UCLA.
