你有沒有想過，如果身體里的某個(gè)“零件”壞了，能不能像修車一樣，不經(jīng)過“大卸八塊”就能直接在內(nèi)部把它修復(fù)或者替換掉？比如，牙疼得不行，醫(yī)生直接在你牙齦里“biu”地一下打印個(gè)新牙根？或者更厲害的，腫瘤旁邊直接“長”出一個(gè)精準(zhǔn)釋放藥物的“小倉庫”？聽起來是不是有點(diǎn)科幻？以前可能覺得是天方夜譚，但現(xiàn)在，科學(xué)家們正讓它一步步接近現(xiàn)實(shí)。

01 新聞詳情

5 月 8 日，來自美國加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)，在《科學(xué)（Science）》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究，提出了一種可以利用超聲波引導(dǎo)，直接在人體深層組織內(nèi)進(jìn)行 3D 打印的新技術(shù)——“深層組織體內(nèi)聲音打印（DISP）”。

 （DISP 技術(shù)原理）

這項(xiàng)技術(shù)聽起來高深，但原理其實(shí)可以這樣理解：我們有一種特殊的“墨水”（復(fù)合物墨水），這種“墨水”其實(shí)是一些對低溫敏感的脂質(zhì)體，里面包裹著能讓材料凝固的“膠水”（交聯(lián)劑）。

這些“墨水”的作用是來運(yùn)輸?shù)?。它可以把藥物，或者碳納米管、銀納米顆粒等運(yùn)輸注射到體內(nèi)。

然后呢，當(dāng)“墨水”帶著這些有用的“貨物”到達(dá)人體內(nèi)的目標(biāo)位置時(shí)，只需要利用聚焦超聲波將目標(biāo)區(qū)域的溫度升高一點(diǎn)點(diǎn)，大約 5 攝氏度就可以，那么“墨水”里的對低溫敏感的脂質(zhì)體便會釋放出內(nèi)部的“膠水”，固化成我們想要的 3D 結(jié)構(gòu)，就像在身體里完成了一次微型雕塑。

 （利用 DISP 打印出來的不同形狀的聚合物結(jié)構(gòu)）

這一技術(shù)尤其適合腫瘤治療中的靶向送藥。這就好比在腫瘤旁邊建了一個(gè)“彈藥庫”，可以持續(xù)、精準(zhǔn)地釋放藥物，火力全開攻擊腫瘤。研究團(tuán)隊(duì)在使用 DISP 將藥物送至小鼠膀胱腫瘤附近后，發(fā)現(xiàn)與通過直接注射藥物溶液相比，幾天內(nèi)腫瘤細(xì)胞死亡的數(shù)量明顯增多?？磥磉@個(gè)“定點(diǎn)爆破”效果還真不錯(cuò)！

 （研究團(tuán)隊(duì)對老鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

02 背后故事

其實(shí)，科學(xué)家們早就想在活體動物身體里直接“打印”點(diǎn)東西了。以前有人琢磨用光來試試，畢竟光也是一種能量嘛。

比如 2023 年 9 月，《先進(jìn)科學(xué)（Advanced Science）》上就有篇文章專門分析了用不同波長的光在生物組織里進(jìn)行 3D 打印的可能性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，就算是穿透力最強(qiáng)的紅外線，也就能勉強(qiáng)鉆到皮下那么深，想再往里走就“光”有余而力不足了。

“我們的新技術(shù)可以深入深層組織，打印各種材料，應(yīng)用范圍廣泛，同時(shí)保持優(yōu)異的生物相容性，”此次研究的作者在加州理工學(xué)院官網(wǎng)新聞中表示，“下一步，我們將嘗試在更大的動物模型上進(jìn)行打印，并希望在不久的將來，能夠在人體上進(jìn)行評估?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)還認(rèn)為，要讓超聲波“指哪打哪”更精準(zhǔn)，或許可以請人工智能（AI）來幫幫忙。未來，他們希望能借助 AI，實(shí)現(xiàn)在心臟這種跳個(gè)不停的器官內(nèi)，也能穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)、自主觸發(fā)高精度打印的技術(shù)。

如果以后醫(yī)生問你：“今天想在身體里打印個(gè)啥形狀的？”可別太驚訝哦！

03 參考資料

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt0293

2.https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202304942

3.https://www.caltech.edu/about/news/3d-printing-in-vivo-using-sound