Μια ερευνητική ομάδα του EPFL (Πολυτεχνική Σχολή Λωζάννης) δημιούργησε τον πρώτο βιοεκτυπωτή σε μέγεθος χαπιού, ο οποίος καταπίνεται και κινητοποιείται μέσα στο γαστρεντερικό σύστημα, προκειμένου να εκλύσει βιομελάνι σε κατεστραμμένους ιστούς και να τους επιδιορθώσει εκ των έσω.
Η καινοτόμος συσκευή, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Advanced Science», υπόσχεται μια νέα εποχή στις μη επεμβατικές ιατρικές θεραπείες, καθώς μπορεί να αντικαταστήσει επεμβάσεις για την αντιμετώπιση ελκών ή αιμορραγιών.
Ο βιοεκτυπωτής που καταπίνεται
«Συνδυάσαμε τις αρχές της βιοεκτύπωσης in situ με την τεχνολογία των έξυπνων καψουλών για τη χορήγηση φαρμάκων, δημιουργώντας μια εντελώς νέα κατηγορία ιατρικών συσκευών: έναν βιοεκτυπωτή σε μέγεθος χαπιού που μπορεί να καταπίνεται και να επιδιορθώνει ιστούς από μέσα», εξήγησε ο επικεφαλής ερευνητής, Βιβέκ Σουμπραμανιάν.
Πώς λειτουργεί η συσκευή
Η συσκευή, που ονομάζεται MEDS (Magnetic Endoluminal Deposition System), μοιάζει με μικροσκοπικό στιλό με ελατήριο και θάλαμο γεμάτο βιομελάνι. Το βιομελάνι — ένα ζωντανό βιοτζελ — εκλύεται με ακρίβεια μέσω λέιζερ εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας, το οποίο διαπερνά με ασφάλεια τους ιστούς του σώματος.
Όταν ολοκληρωθεί η έκχυση, η κάψουλα σφραγίζεται αεροστεγώς μέσω εξωτερικού μαγνήτη που ελέγχεται από ρομποτικό βραχίονα, με τρόπο παρόμοιο με τον χειρισμό παιχνιδομηχανής.
Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει εξαιρετικά ακριβή εφαρμογή του βιομελανιού σε σημεία βλάβης χωρίς την ανάγκη χειρουργικής επέμβασης.
Επιτυχία σε εργαστηριακά και ζωικά πειράματα
Στα πειράματα, η ομάδα του EPFL χρησιμοποίησε το χάπι-εκτυπωτή για την αντιμετώπιση τεχνητών ελκών διαφορετικών μεγεθών σε προσομοίωση ιστών του στομάχου. Η συσκευή κατάφερε επίσης να σταματήσει γαστρική αιμορραγία σε πειραματική δοκιμή.
Σε in vivo πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε πιστοποιημένο αμερικανικό κέντρο έρευνας σε ζώα, η συσκευή λειτούργησε αποτελεσματικά και σε ζωντανά μοντέλα κουνελιών, αποδεικνύοντας ότι μπορεί να εκλύει βιομελάνι στο γαστρεντερικό σύστημα με ακρίβεια και ασφάλεια.
Εμπλουτισμένο βιομελάνι για καλύτερα αποτελέσματα
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το βιομελάνι μπορεί να εμπλουτιστεί με φάρμακα ή κύτταρα, βελτιώνοντας σημαντικά την αναγέννηση των ιστών.
«Σε πειράματά μας στο εργαστήριο, το βιομελάνι με κύτταρα διατήρησε τη δομική του ακεραιότητα για περισσότερες από 16 ημέρες. Αυτό δείχνει ότι μπορεί να λειτουργήσει ως μικρο-βιοαντιδραστήρας, εκλύοντας αυξητικούς παράγοντες και προσελκύοντας νέα κύτταρα για την επούλωση πληγών», εξήγησε ο διδακτορικός φοιτητής του EPFL, Σαντζέι Μανοχαράν.
Επόμενοι στόχοι και μελλοντικές εφαρμογές
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, οι επιστήμονες υπογραμμίζουν ότι η αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας in vivo πρέπει να επιβεβαιωθεί σε κλινικές μελέτες.
Σύμφωνα με τον Μανοχαράν, η ομάδα ήδη σχεδιάζει νέες εφαρμογές του MEDS, όπως η επιδιόρθωση ιστών στα αιμοφόρα αγγεία και στο περιτόναιο (το τοίχωμα της κοιλιακής κοιλότητας).
«Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι οι συσκευές MEDS μπορούν να αποτελέσουν θεμέλιο λίθο για τη βιοεκτύπωση του μέλλοντος, επιτρέποντας επεμβάσεις χωρίς νυστέρι, απλώς με ένα κατάποση ενός “έξυπνου” χαπιού», κατέληξαν οι ερευνητές.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!