Создан робот способный восстановить желудок изнутри

Небольшое устройство, вводимое в организм подобно эндоскопу, работает по принципу биопринтера и может запечатать повреждения органа

Создан робот способный восстановить желудок изнутри

Биопринтеры являются одной из самых перспективных технологий в области медицины и трансплантации. Не смотря на то, что технология ещё далека от совершенства и не позволяет печатать полноценные органы, определённых успехов учёным удалось добиться. Принцип работы таких устройств весьма прост — они создают объёмные конструкции из материала в состав которого входят клетки человека (или любого другого живого организма) которые в последствии могут стать полноценными тканями организма. Одной из проблем, которую не так давно смогли решить учёные из США и Китая, являлась невозможность проведения подобных операций без получения прямого доступа к повреждённому участку. Они смогли ввести разработать метод введения жидкой заготовки под кожу с последующей обработкой инфракрасным излучением. Вследствие этого процесса базовый материал затвердевал, а "заплатка" начинала выполнять свою прямую функцию.

Вэньсян Чжао (Wenxiang Zhao) и Тао Сюй (Tao Xu) из Университета Цинхуа решили пойти ещё дальше и на основе разработки коллег смогли создать полноценный 3D-биопринтер способный работать непосредственно внутри организма. Результатами испытаний данного прибора они поделились в статье, опубликованной в Biofabrication.

Создан робот способный восстановить желудок изнутри

Схема печати. Источник: Biofabrication

Внешне аппарат напоминает эндоскоп на конце которого расположен небольшой робот. На данном этапе разработки трубка имеет диаметр порядка трех сантиметров, но такой объём необходим только на одном конце — месте расположения принтера. Принцип работы дельта-робота расположенного на конце прибора заключается в том, что каждая из трех секций управляется одним небольшим мотором. В процессе совместной работы эти моторчики способны двигать всю конструкцию в произвольном направлении. Внутри робота установлено сопло для печати. В процессе печати весь механизм частично выходит за приделы трубки, однако он способен вернуться обратно для безопасного извлечения через пищевод.

Создан робот способный восстановить желудок изнутри

Конструкция платформы для биопечати. Источник: Biofabrication

А) Дельта-робот в нормальном состоянии. (B) Дельта-робот в сложенном состоянии. (C), (D) Конструкция неподвижного основания платформы биопечати. Е) Устройство кинематической цепи созданной с использованием методов PC-MEMS. F) Кинематическая цепь. G) движущаяся платформа с кинематическими цепями.

Гидрогель, используемый для печати, состоит из желатина и альгината натрия, а также добавляемых в него клеток нужного типа. В рамках испытаний были использованы "чернила" с клетками желудочного эпителия или с клетками желудочной гладкой мускулатуры. Сами испытания проходили не на живом человеке, а на модели желудка из полимера. Для робота была поставлена задача по печати двух сетчатых слоёв. Нижний слой печатался материалом включающим в себя мышечные клетки, а верхний клетками эпителия. После этого через сопло подавался хлорид кальция, действующий как связывающее вещество.

После печати выживаемость клеток регулярно проверялась в течении десяти дней. Для осуществления наблюдения было использовано два вещества: одно поглощающее живые клетки и формирующее вещество с зеленым свечением, и второе проникающее через мембраны мертвых клеток приобретающее при этом красный цвет.

В результате было установлено, что в первые дни выживаемость напечатанных клеток составляла 94%, и только к десятому дню немного снизилась, но при этом не перешагнула порог в 90%. Кроме того, клетки активно делились, пролиферировали и меняли свою морфологию. Это можно считать однозначным успехом. В ближайшем бедующем учёные планируют провести эксперимент на живом желудке.

Читайте также

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии

Ритм дыхания действительно влияет на принятие решений

Ритм дыхания действительно влияет на принятие решений

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Microsoft и NVIDIA представили RTX Spark и Surface Laptop Ultra с упором на локальный ИИ

Microsoft и NVIDIA представили RTX Spark и Surface Laptop Ultra с упором на локальный ИИ

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет