Flexibilné zariadenie inšpirované chobotom slona dokáže vytvárať liečivé hydrogély.
Zariadenie by mohlo jedného dňa pomáhať lekárom pri dodávaní liečivých hydrogélov počas operácií. Zdroj: iStock/SweetBunFactory
Vedci vytvorili a otestovali podľa vlastných slov najmenšiu 3D biotlačiareň na svete. Inšpirovali sa pri nej najväčším suchozemským živočíchom. Toto zariadenie, ktoré má na konci dlhého ohybného ramena pohybujúceho sa ako chobot slona, tlačovú hlavu širokú 2,7 milimetra, by mohlo jedného dňa pomáhať lekárom pri dodávaní liečivých hydrogélov počas operácií.
Podľa štúdie, ktorú uverejnili 29. októbra v časopise Device, výskumníci dokázali, že zariadenie môže doktor zaviesť pacientovi prostredníctvom chirurgického endoskopu a nanášať hydrogél na umelý súbor hlasiviek. „Je to prvýkrát, čo som videl biotlačiareň, ktorú je možné použiť na hlasivky,“ vyjadril sa Ibrahim Ozbolat, biomedicínsky inžinier z Pennsylvánskej štátnej univerzity. „Biotlač sa zvyčajne zaoberá kožnými defektmi zvonku. Dosiahnutie defektu zvnútra bolo v tejto oblasti výzvou.“
Asistované hojenie
Po operácii na odstránenie cýst alebo výrastkov z hlasiviek majú ľudia niekedy ťažkosti s rečou, pretože ich hlasivky sú stuhnuté. Štúdie ukázali, že injekčné podávanie hydrogélov, ktoré možno tvarovať tak, aby napodobňovali prirodzenú štruktúru hlasiviek a podporovali rast nového tkaniva, urýchľuje proces hojenia. Chirurgom však robí problémy presné podávanie biomateriálov, pretože majú sťažený prístup do hrdla pacienta.
Swen Groen, biomedicínsky inžinier na McGillovej univerzite v Montreale v Kanade, sa pokúsil miniaturizovať mäkké robotické rameno, ktoré sa pohybuje ako chobot slona, aby pomáhalo chirurgom pri operáciách.
Groen a jeho kolegovia najskôr navrhli prototyp s priemerom 8 milimetrov. Potom ho ešte viac zmenšili na jeden centimeter, teda rozmer, ktorý chirurgovia používajú pri operáciách, a demonštrovali, že dokáže presne dodávať kvapky hydrogélov na báze kyseliny hyalurónovej na vyplnenie medzier v umelých hlasivkách, ktoré sa bežne používajú na chirurgický výcvik.
V súčasnosti ovládajú vyškolení operátori malú tlačiareň ručne pomocou ovládača playstationu. Keďže sa však tím chystá otestovať zariadenie v klinických štúdiách, rád by naprogramoval biotlačiareň tak, aby po vložení obrázkov operačného poľa mohla samostatne sledovať vopred stanovenú tlačovú trasu.
Ozbolat je zvedavý, či bude musieť tím zmeniť svoj návrh, aby mohol dokončiť testy na zvieratách, ktoré sú potrebné pred klinickými skúškami na ľuďoch. Napríklad výskumníci budú možno musieť zmeniť veľkosť zariadenia pre opice alebo potkany.
Po ďalších úpravách a testoch vidia vedci možnosti použitia zariadenia aj mimo procesu opravy hlasiviek. Lekári by napríklad mohli robotické rameno použiť na presnejšie ovládanie chirurgických nástrojov, ktoré sú k nemu pripojené, vrátane skalpelov a klieští, s ktorými sa v súčasnosti v stiesnených priestoroch nedá tak ľahko manipulovať ako so zariadením inšpirovaným slonom.
Zdroj: Nature
(RR)
