Kanadski znanstvenici razvili najmanji biopisač na svijetu koji precizno nanosi hidrogel i omogućuje regeneraciju oštećenog tkiva.
Međunarodni tim istraživača, u kojemu sudjeluju biomehanički inženjeri i kirurzi, piše ICT&health, razvio je revolucionarni mikro 3D pisač koji omogućuje popravak oštećenog tkiva tijekom operacije glasnica. Glava ovog inovativnog pisača ima svega 2,7 milimetara, što ga čini najmanjim biopisačem ikad razvijenim, a hidrogel može nanositi s izuzetnom preciznošću na kirurško područje.
Mnogi pacijenti nakon operacije glasnica pate od ukočenih glasnica, što otežava govor. Najčešći uzrok je fibrozno ožiljno tkivo koje se stvara tijekom procesa zacjeljivanja. Hidrogel može spriječiti ovaj proces i pomoći u regeneraciji tkiva, no do sada je precizno apliciranje ovih tvari injekcijom bilo vrlo izazovno.
Novi robotski mikro-pisač, razvijen na Sveučilištu McGill u Kanadi, nudi rješenje.
– Naš uređaj osmišljen je ne samo za visoku preciznost i kvalitetu ispisa, već i za jednostavnu upotrebu tijekom operacije. Zahvaljujući kompaktnom i fleksibilnom dizajnu, kirurzi ga mogu jednostavno integrirati u postojeće kirurške protokole i upravljati njime ručno u ograničenom radnom prostoru – kaže Swen Groen, prvi autor istraživanja i biomedicinski inženjer na McGillu.
Tehnički izazov u operacijama glasnica
Između 3 i 9% ljudi tijekom života razvije poremećaj glasa uzrokovan cistama, izraslinama ili karcinomom na glasnicama. Takve tvorbe često se kirurški uklanjaju, ali pacijenti nakon operacije često pate od ožiljaka, što ograničava vibracije glasnica i smanjuje kvalitetu glasa.
Kako bi to spriječili, istraživači su razvili minijaturni biopisač koji može raditi izravno u grlu tijekom operacije, kroz laringoskop umetnut u otvorena usta pacijenta.
– Isprva sam mislio da je to nemoguće. Izrada fleksibilnog robota manjeg od 3 milimetra činila se gotovo neizvedivom – priznaje profesor Luc Mongeau, viši istraživač i biomedicinski inženjer na McGillu.
Rješenje je pronađeno inspiracijom u slonovskoj surli. Glava pisača sastoji se od male mlaznice na kraju fleksibilne “surle”, spojene kablovima na kontrolni modul koji se može montirati na kirurški mikroskop. To omogućuje kirurgu da u stvarnom vremenu ručno upravlja pisačem i precizno nanosi gel na bazi hijaluronske kiseline u linijama debljine 1,2 milimetra.
Preciznost i kontrola u praksi
Kako bi demonstrirali preciznost sustava, istraživači su pomoću njega “crtali” različite oblike – spirale, srca i slova – koristeći hidrogel. Zatim su rekonstruirali simulirane glasnice namijenjene kirurškoj obuci. Mikro-pisač je uspješno popunjavao defekte tkiva, pa čak i rekonstruirao cijelu glasnicu.
– Ono što ovu tehnologiju čini posebnom jest njena predvidljivost. Sustav ostaje stabilan, iako se ponaša poput fleksibilnog crijeva za vodu. Svako tko je ikada koristio crijevo zna koliko je teško kontrolirati ga dok teče voda – objašnjava suautorica Audrey Sedal.
Put prema kliničkoj primjeni
Trenutačno se pisačem upravlja ručno, no tim radi na hibridnom sustavu koji kombinira ručnu i automatsku kontrolu. Sljedeći korak su testiranja na životinjama, a krajnji cilj je kliničko ispitivanje na ljudima.
– Naš cilj je uvesti ovu tehnologiju u operacijsku dvoranu. Ako rezultati u živom tkivu budu jednako uspješni kao u laboratorijskim testovima, kirurzi će uskoro moći izravno rekonstruirati oštećeno tkivo tijekom operacije glasnica. To bi značajno poboljšalo oporavak pacijenata i kvalitetu glasa – ističe Mongeau.
Ovaj mikro-pisač predstavlja važan korak prema preciznoj kirurgiji na mikro razini te pokazuje kako robotika i biotisak mogu omogućiti personalizirane regenerativne terapije, upravo tamo gdje milimetri čine razliku.
3D tehnologija u medicini
Ne samo u području glasnica, već i u ginekologiji, 3D tehnologija pronalazi svoje mjesto. Godine 2023. Sveučilište primijenjenih znanosti Saxion u Nizozemskoj istraživalo je mogu li 3D tiskani personalizirani pesari poboljšati skrb za žene s prolapsom. Pesar je plastični prsten ili čep koji se postavlja u rodnicu kako bi podržao mjehur i maternicu te smanjio neugodne simptome.
Saxion, FabLab Enschede, Ginekološka kooperativa Istočne Nizozemske (Gycon) i ZGT zajednički rade na projektu. 3D tisak omogućuje precizno prilagođavanje pesara anatomiji pacijentice, što povećava udobnost i potiče samostalnost. Ova inovacija poboljšava dosadašnji često neugodan proces “pokušaja i pogreške” pri prilagodbi pesara.
(Ordinacija.hr)
