Η φωνή μας αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα μέσα επικοινωνίας και έκφρασης. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι αντιμετωπίζουν σοβαρά προβλήματα μετά από χειρουργικές επεμβάσεις στις φωνητικές χορδές, που μπορεί να οδηγήσουν σε μόνιμη αλλοίωση της φωνής ή ακόμη και απώλεια αυτής. Μία νέα επαναστατική τεχνολογία υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τα δεδομένα στην αποκατάσταση των φωνητικών χορδών, χάρη σε έναν μικροσκοπικό 3D εκτυπωτή που μπορεί να αναδομεί τους ιστούς κατά τη διάρκεια του ίδιου του χειρουργείου.
Το πρόβλημα μετά το χειρουργείο
Μεταξύ 3% και 9% των ανθρώπων εμφανίζουν διαταραχές φωνής σε κάποια φάση της ζωής τους, εξαιτίας κύστεων, όγκων ή καρκινικών βλαβών στις φωνητικές χορδές. Οι επεμβάσεις αφαίρεσης αυτών των βλαβών είναι συχνά αναγκαίες, αλλά συνοδεύονται από έναν σοβαρό κίνδυνο: τη δημιουργία ουλώδους ιστού (ίνωσης).
Η ίνωση σκληραίνει τις φωνητικές χορδές, μειώνοντας την ελαστικότητά τους και καθιστώντας την ομιλία δύσκολη ή αδύνατη.
Για την αποφυγή αυτής της κατάστασης, οι γιατροί συχνά ενίουν υδρογέλες στους ιστούς του λάρυγγα, ώστε να ενισχύσουν τη φυσική επούλωση. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή είναι δύσκολη στην ακρίβεια, καθώς οι φωνητικές χορδές είναι εξαιρετικά μικρές και ευαίσθητες.
Η καινοτόμος λύση: ένας 3D εκτυπωτής μόλις 2,7 χιλιοστών!
Μία ομάδα βιομηχανικών μηχανικών και χειρουργών από το Πανεπιστήμιο McGill στον Καναδά ανέπτυξε έναν μικροσκοπικό 3D εκτυπωτή-ρομπότ, ειδικά σχεδιασμένο για χρήση σε χειρουργεία φωνητικών χορδών. Η συσκευή αυτή, που περιγράφεται στο περιοδικό Device, είναι ο μικρότερος βιοεκτυπωτής που έχει παρουσιαστεί μέχρι σήμερα, με εκτυπωτική κεφαλή μόλις 2,7 χιλιοστά.
Ο επικεφαλής ερευνητής Swen Groen δήλωσε: «Η συσκευή μας δεν σχεδιάστηκε μόνο για ακρίβεια, αλλά και για ευκολία στη χρήση από τους χειρουργούς. Ενσωματώνεται στις υπάρχουσες χειρουργικές διαδικασίες και επιτρέπει άμεσο, χειροκίνητο έλεγχο σε περιορισμένο χώρο εργασίας.»
Έμπνευση από τη φύση
Η έμπνευση για τον σχεδιασμό της συσκευής προήλθε… από τον κορμό του ελέφαντα!
Η κεφαλή εκτύπωσης αποτελείται από ένα ευλύγιστο “κορμό” που συνδέεται με ένα σύστημα καλωδίων, επιτρέποντας ακριβείς και σταθερές κινήσεις μέσα στον λάρυγγα του ασθενούς.
Η συσκευή μπορεί να εγχέει υδρογέλη βασισμένη σε υαλουρονικό οξύ σε γραμμές πάχους μόλις 1,2 χιλιοστών, αναδομώντας με ακρίβεια τους ιστούς που αφαιρούνται κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Luc Mongeau, εξηγεί: «Αρχικά φάνηκε αδύνατο να φτιάξουμε ένα εύκαμπτο ρομπότ τόσο μικρό. Όμως η ομάδα μας κατάφερε να το σχεδιάσει με τρόπο που να μπορεί να λειτουργεί μέσα στο ανθρώπινο σώμα χωρίς να περιορίζει το οπτικό πεδίο του χειρουργού.»
Εντυπωσιακή ακρίβεια και αποτελεσματικότητα
Για να αποδείξουν την ακρίβεια της συσκευής, οι ερευνητές τη χρησιμοποίησαν για να “εκτυπώσουν” σχήματα και γράμματα πάνω σε επίπεδες επιφάνειες, καθώς και για να αναδομήσουν τεχνητά μοντέλα φωνητικών χορδών. Η συσκευή κατάφερε να αναπαράγει με απόλυτη ακρίβεια τη μορφή και τη γεωμετρία των ιστών, ακόμη και σε προσομοιωμένες βλάβες που απαιτούσαν πλήρη ανακατασκευή.
Η ερευνήτρια Audrey Sedal ανέφερε με χιούμορ: «Αυτό που κάνει τη συσκευή τόσο εντυπωσιακή είναι η σταθερότητά της. Είναι ουσιαστικά σαν ένα εύκαμπτο λάστιχο ποτίσματος που όμως συμπεριφέρεται απολύτως προβλέψιμα.»
Από το εργαστήριο στο χειρουργείο
Αν και προς το παρόν η συσκευή ελέγχεται χειροκίνητα, οι ερευνητές εργάζονται για την ανάπτυξη ημιαυτόνομου συστήματος που θα συνδυάζει την ανθρώπινη ακρίβεια με τεχνητή νοημοσύνη. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν δοκιμές σε ζώα και στη συνέχεια κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους, με στόχο την αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας του εκτυπωτή και των υδρογελών.
Ο Mongeau σημειώνει: «Θέλουμε να μεταφέρουμε αυτή την τεχνολογία στην πραγματική κλινική πράξη. Αν τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν, θα πρόκειται για ένα τεράστιο βήμα στην αποκατάσταση της φωνής.»
Μια φωνή για το μέλλον
Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους δρόμους στη χειρουργική αναγέννηση ιστών και στη βιοεκτύπωση. Ένας μικροσκοπικός 3D εκτυπωτής, εμπνευσμένος από τη φύση, μπορεί σύντομα να προσφέρει σε εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο τη δυνατότητα να ξαναβρούν τη φωνή τους — κυριολεκτικά και μεταφορικά.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!