فرآیند چاپ سه بعدی جدید مبتنی بر سونوگرافی چگونه عمل میکند؟

به گزارش مجله خبری نگار،رایج‌ترین نوع چاپ سه بعدی شامل ساخت اشیاء سه بعدی با رسوب لایه‌های متوالی از مواد چسبنده است که بعدا سخت می‌شود. یکی دیگر از روش‌های ثابت شده چاپ سه بعدی که به عنوان چاپ حجمی شناخته می‌شود، شامل پرتو‌های درخشان یا الگو‌های نور از طریق بالای شفاف و دو طرف یک ظرف است که در داخل آن رزین ژلاتینی حساس به نور است.

هر کجا که رزین در معرض نور قرار می‌گیرد، پلیمریزه می‌شود (سفت می‌شود) بقیه رزین موجود در ظرف یک ژل باقی می‌ماند بنابراین زمانی که به قسمت‌های مختلف رزین می‌رسد، می‌توان به تدریج یک شیء سه بعدی بسیار دقیق را ایجاد کرد.

یکی از عوامل محدود کننده چاپ حجمی این واقعیت است که برای رسیدن نور به هدف خود، ظرف و رزین باید شفاف باشند. از آنجا که پوست انسان و بافت بیولوژیکی تقریبا مبهم هستند، نور فقط می‌تواند از طریق آنها به چند میلی متر برسد. این بدان معنی است که در شکل فعلی آن، این تکنیک نمی‌تواند برای ساخت ایمپلنت در بدن استفاده شود.

با توجه به این محدودیت، دانشمندان دانشگاه دوک و دانشکده پزشکی هاروارد یک تکنیک جدید مبتنی بر صدا به نام چاپ حجمی صوتی عمیق نفوذ یا DAVP را اختراع کردند. به جای یک رزین حساس به نور، از یک جوهر صوتی سازگار با زیست که به عنوان sono-ink شناخته می‌شود استفاده، می‌کنند که برای گرم شدن و سپس سفت شدن زمانی که پالس‌های سونوگرافی را جذب می‌کند، فرمول بندی شده است.

این جوهر چسبنده می‌تواند به بخشی از بدن که در آن ایمپلنت مورد نیاز است تزریق شود سپس در معرض امواج سونوگرافی عمیق که توسط یک کاوشگر خارجی متمرکز بر استراتژی ارائه می‌شود، قرار گیرد. هنگامی که ایمپلنت به شکل مورد نظر پلیمری شد، هر جوهر باقی مانده را می‌توان با استفاده از سرنگ از بدن خارج کرد.

بسته به کاربرد مورد نظر، جوهر سونو می‌تواند به گونه‌ای فرمول بندی شود که طولانی مدت یا زیست تجزیه باشد و انواع مختلف بافت بیولوژیکی مانند استخوان را تقلید کند.

در آزمایشات آزمایشگاهی که تاکنون انجام شده است، دانشمندان از فناوری DAVP برای مهر و موم کردن بخشی از قلب بز (همانطور که در هنگام درمان فیبریلاسیون دهلیزی غیر دریچه‌ای مورد نیاز است)، ترمیم نقص استخوان در پای مرغ و چاپ هیدروژل‌های شیمی درمانی-دارویی در داخل بافت کبد استفاده کرده اند.

پروفسور جونجی یائو که این مطالعه را همراه با انجمن هاروارد رهبری کرد گفت:ما می‌توانیم از طریق بافت چاپ کنیم، این اجازه می‌دهد تا بسیاری از کاربرد‌های بالقوه در جراحی و درمان که به طور سنتی شامل روش‌های بسیار تهاجمی و مخرب است. این کار یک راه جدید هیجان انگیز در دنیای چاپ سه بعدی را باز می‌کند و ما هیجان زده هستیم که پتانسیل این ابزار را با هم کشف کنیم.

مقاله‌ای در مورد این مطالعه اخیرا در مجله Science منتشر شده است.