Jak se dostat k srdci člověka? Nový robot dokáže ve 3D tisknout orgány přímo uvnitř těla

Badatelům z University of New South Wales (UNSW) se podařilo vyvinout měkce ohebné robotické rameno. Tento nástroj dovoluje 3D tisk orgánů a tkání přímo v lidském těle.

Zdroj fotografie: Depositphotos

Zde se ukazuje plný potenciál 3D biotisku. Technologie 3D tiskáren obecně zaznamenala v posledních několika letech obrovský rozmach. Současně pokročila i výroba biomateriálů čili bioinkoustů s obsahem živých buněk. Ty lze použít k mnoha operacím, například zahlazení jizev po srdečním infarktu. Případně „záplatě“ žaludeční stěny. Přetrvával ovšem problém toho, že je k použití technologie potřeba obrovský přístroj tisknoucí velmi jemné struktury.

Rizika velkých přístrojů na sálech

Jakákoli ruční manipulace tak hrozí jak poškozením samotného aparátu, tak i případným zraněním pacienta. „Stávající techniky 3D biotisku vyžadují produkci materiálů zcela mimo tělo. Jejich implantace tak většinou vyžaduje velké operační zákroky. Zvyšuje se tak navíc i riziko infekce,“ uvedl Dr. Thanh Ngo Do. Čtvrtým velkým problémem je možná nekompatibilita. Tělo zkrátka nemusí vně vytištěnou část přijmout, a operace tak selže.

Novel robotic system can 3D print cells onto organs inside the body
https://t.co/aVJRx1ZMoc

— luxmeastudio (@LuxMeaStudio) March 1, 2023

Nová robotická paže je schopná tisku stejných struktur, ale tentokrát přímo na orgány uvnitř těla. Jde o řešení, ke kterému mnozí vědci po celém světě upírají zrak s velkou nadějí. Jedná se totiž hlavně o zcela miniaturní (ve srovnání s předchozími) rameno, které se dá do těla vložit stejně jako endoskop. Dopraví tak veškeré biomateriály přímo na místo určení. Prototyp se jmenuje F3DB a sestává z dlouhého ohebného ramene s ovladatelnou rotační hlavou.

Mnohem větší flexibilita a úspěšné testy

Ta už přímo „tiskne“ bioinkoust pomocí vícesměrné miniaturní trysky. Dle autorů robota ho lze zavést do těla minimálně invazivním způsobem. Současně dovoluje i vícevrstvý tisk různých formátů, a to i na obtížně dostupných místech. Není také potřeba dvojitých zákroků. Jakmile hlavice skončí na jednom místě, lze ji při jednom „zavedení“ přesunout na jiné. Je tedy možné tisknout i na velké plochy typu žaludku nebo střeva či lidského srdce.

Zdroj fotografie: Pixabay

Aktuálně dostupná zařízení pro biotisk takovou operativní manévrovatelnost vůbec nedovolují. Rameno F3DB bylo testováno na vnější straně těla na plochách rovných i zkřivených. To zahrnovalo i vnitřek umělého tlustého střeva a povrch prasečí ledviny. Místo bioinkoustu byla použita čokoláda, biomateriály a kompozitní gely. Dosavadní operace ukázaly, že robot celkově funguje naprosto perfektně včetně materiálu.

Protéza vyrobená podomácku

Co je ještě důležitější, proces tisku nijak neovlivnil použité buňky, protože po zákroku byla valná většina z nich stále naživu. Kromě možnosti vnitřních operací pomáhá 3D tisk hlavně s výrobou protéz a kompenzačních pomůcek. Výhodou je, že producentem nemusí být jen velké medicínské koncerny. Například v roce 2013 obletěla svět zpráva o Angličanovi Paulu McCarthym, kterému vytiskl robotickou protézu jeho syn na domácím přístroji.

Stačil k tomu přitom návod, který našel normálně na internetu. Cena tak byla doslova několik dolarů. Technologie se uplatňuje také při výrobě naslouchátek. Podle britských analýz je celosvětově v oběhu asi 10 milionů naslouchátek pocházejících právě z 3D tiskáren. Krom čistě zdravotních řešení pronikl tisk i do estetických operací. V britském Sheffieldu tak tisknou například zcela přirozené protézy uší a nosů a zvládají i jemné detaily.