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12 Déc, 2023

Une nouvelle technologie à ultrasons pourrait être utilisée pour imprimer en 3D des implants à l’intérieur du corps

Une nouvelle technologie à ultrasons pourrait être utilisée pour imprimer en 3D des implants à l’intérieur du corps

Une structure d’encre sono solidifiée (rouge) imprimée à l’intérieur d’un modèle de cœur

Afin de maintenir les interventions chirurgicales peu invasives, il serait formidable que les implants puissent être injectés dans le corps sous forme liquide, puis solidifiés une fois en place. Eh bien, un nouveau processus d’impression 3D par ultrasons pourrait un jour rendre cela possible.

Le type d’impression 3D le plus courant consiste à construire des objets tridimensionnels en déposant des couches successives de matériau visqueux qui durcit ensuite. Une autre méthode établie d’impression 3D, connue sous le nom d’ impression volumétrique , consiste à projeter des faisceaux ou des motifs de lumière à travers le dessus et les côtés transparents d’un récipient, à l’intérieur duquel se trouve une résine gélatineuse photosensible.

Partout où cette résine est exposée à la lumière, elle polymérise (se solidifie) – le reste de la résine dans le récipient reste un gel. En déplaçant la source de lumière pour qu’elle atteigne différentes parties de la résine, il est possible de construire progressivement un objet tridimensionnel très détaillé.

L’un des facteurs limitants de l’impression volumétrique est le fait que pour que la lumière atteigne sa cible, le contenant et la résine doivent être transparents. La peau humaine et les tissus biologiques étant presque opaques, la lumière ne peut les traverser que sur quelques millimètres. Cela signifie que dans sa forme actuelle, la technique ne peut pas être utilisée pour fabriquer des implants dans le corps.

En gardant cette limitation à l’esprit, des scientifiques de l’Université Duke et de la Harvard Medical School ont inventé une nouvelle technique basée sur le son appelée impression volumétrique acoustique à pénétration profonde, ou DAVP. Au lieu d’une résine photosensible, il utilise une « encre » soniquée biocompatible – connue sous le nom d’encre sono – qui est formulée pour chauffer puis se solidifier lorsqu’elle absorbe des impulsions d’ultrasons.

Cette encre visqueuse pourrait éventuellement être injectée dans la partie du corps où un implant était nécessaire, puis exposée à des ondes ultrasonores profondes délivrées par une sonde externe stratégiquement focalisée. Une fois l’implant lui-même polymérisé dans la forme souhaitée, tout reste d’encre pouvait être retiré du corps à l’aide d’une seringue.

Selon l’application envisagée, l’encre sono peut être formulée pour être durable ou biodégradable et pour imiter différents types de tissus biologiques tels que les os.

Dans cet exemple, le DAVP est utilisé pour fermer l’appendice auriculaire gauche d’un cœur de chèvre, ce qui peut réduire le risque de formation de caillots sanguins à l’intérieur du cœur.

Junjie Yao, Université Duke ; Pie-grièche Yu Zhang, Faculté de médecine de Harvard

Dans les tests de laboratoire effectués jusqu’à présent, les scientifiques ont utilisé la technologie DAVP pour sceller une section du cœur d’une chèvre (comme cela serait nécessaire lors du traitement de la fibrillation auriculaire non valvulaire), réparer un défaut osseux dans la cuisse d’un poulet et imprimer des médicaments de chimiothérapie. distribuer des hydrogels à l’intérieur des tissus hépatiques.

« Comme nous pouvons imprimer à travers les tissus, cela permet de nombreuses applications potentielles en chirurgie et en thérapie qui impliquent traditionnellement des méthodes très invasives et perturbatrices », a déclaré Duke’s Assoc. Le professeur Junjie Yao, qui a dirigé l’étude avec l’Assoc de Harvard. Professeur Y. Shrike Zhang et chercheur postdoctoral Xiao Kuang. « Ce travail ouvre une nouvelle voie passionnante dans le monde de l’impression 3D, et nous sommes ravis d’explorer ensemble le potentiel de cet outil. »

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl5887

https://pratt.duke.edu/news/soundwaves-harden-3d-printed-treatments-in-deep-tissues/

https://www.eurekalert.org/news-releases/1009943

https://www.aaas.org/