Инженеры из Университета Темпл в Филадельфии нашли свое вдохновение в пчелах для дизайна 3D-напепечатной хирургической иглы. Для прототипа было взято жало медоносного насекомого.
Ищите вдохновение в природных явлениях
Доцент механической инженерии Парсаоран Хутапеа и врач Мохаммад Сахлабади продумали новую концепцию иглы, используя аддитивную печать. Хутапеа пользуется трехмерной печатью уже 7 лет. Его проекты поддерживаются и финансируются Министерством обороны США.
Для исследования ученые принесли в лабораторию пчел. Их жала поддались тщательному осмотру. Насекомых изучили под микроскопом: жала, оказывается, дополняются мини-колючками, благодаря которым они быстро проходят через человеческую кожу.
При разработке хирургических игл, изготовленных из смеси полимеров, Хутапеа и Сахлабади надеются создать более точные инструменты. Предполагается, что с их помощью можно будет уменьшить повреждение тканей.
Весь секрет в изогнутом кончике, который легко и быстро будет проходить сквозь ткань. К тому же подобный дизайн инструмента обеспечит более эффективное воздействие на заранее определенные области (например, раковые опухоли). Кончик иглы сгибается в строго нужный момент благодаря использованию аддитивной печати. За счет этого повышается точность и уменьшается инвазивность процедур.
Игла «Honey Bee» уже на подходе
Пока 3D-напепечатная хирургическая игла не применяется на практике, так как технология производства инструментов нуждается в доработке. В конечном итоге разработчики нацелены на создание иглы Honey Bee, которая будет одобрена Управлением по контролю над лекарствами и медицинскими продуктам США. Планируется, что с ее помощью будут проводиться минимально инвазивные процедуры.
В настоящее время ученые рассматривают эффективность применения аддитивной печати и производства гибридной иглы с полимерным покрытием. Есть надежда, что через два-три года разработчики найдут наиболее результативные методы.
Иглы, разработанные Хутапеа и Сахлабади, демонстрируются в Институте Франклина в рамках выставки объектов 3D-печати.