摘要：用于细胞或药物输送的新技术，生物电材料的定位以及伤口愈合的新技术使用超声来激活体内的印刷。...

想象一下，医生是否可以精确打印微型胶囊，能够提供需要在需要的地方提供需要的细胞里面跳动的心。由加州理工学院（Caltech）领导的一组科学家迈出了重要的一步，朝着最终的目标迈出了重要的一步，他开发了一种在活物中深处的特定位置的3D打印聚合物的方法。该技术依靠声音来定位，并且已经用于打印聚合物胶囊，用于选择物输送以及类似胶状的聚合物来密封内部伤口。

以前，科学家已经使用红外光来触发聚合，基本单元或活动物中聚合物的单体连接。加州理工学院医学工程教授，遗产医学研究所的研究员Wei Gao说：“但是红外渗透率非常有限。它仅在皮肤下方。” “我们的新技术到达深层组织，可以为广泛的应用打印各种材料，同时保持出色的生物相容性。”

Gao和他的同事在期刊上报告了他们的新体内3D打印技术科学。该论文与用于药物和细胞递送的生物粘附性凝胶和聚合物一起描述了该技术用于印刷生物电水凝胶，它们是具有嵌入式导电材料的聚合物，用于内部监测生理生命体征，如电动员图（ECGS）（ECGS）。该研究的主要作者是犹他大学机械工程助理教授Elham Davoodi，他在Caltech的博士后学者完成了这项工作。

一个新颖的想法的起源

为了找出一种实现体内印刷深层组织的方法，Gao和他的同事转向超声波，该平台被广泛用于生物医学中，以用于深层组织渗透。但是他们需要一种方法来在特定位置触发单体的交联或结合。

他们提出了一种新颖的方法：将超声和低温敏感脂质体结合在一起。这种脂质体，具有保护性脂肪层的球形细胞样囊泡通常用于药物输送。在新作品中，科学家用交联剂加载了脂质体，并将它们嵌入包含他们想要打印的聚合物的单体的聚合物溶液中，这是一种成像对比剂，可以揭示交联的何时发生，以及他们希望提供的货物 - 例如，治疗药物。可以包括其他组件，例如细胞和导电材料，例如碳纳米管或银。然后将复合生物互联直接注入体内。

提高温度只是触发打印的触摸

脂质体颗粒对低温敏感，这意味着，通过使用聚焦超声将小靶向区域的温度提高约5摄氏度，科学家可以触发其有效载荷的释放并启动聚合物的印刷。

Gao说：“将温度升高几摄氏度足以使脂质体颗粒释放我们的交联剂。” “在释放代理商的地方，这就是局部聚合或打印的地方。”

该团队使用源自细菌的气囊泡作为成像对比剂。蛋白质充气胶囊的囊泡在超声成像中强烈显示，并且对液体单体溶液交联以形成凝胶网络时发生的化学变化敏感。囊泡实际上会改变对比度，从超声成像进行转换时检测到，使科学家可以轻松地识别何时和精确的聚合交联发生的位置，从而使它们能够自定义现场动物中印刷的模式。

该团队将新技术称为“深层纸巾”在体内印刷（DISP）平台。

当小组使用分配平台打印装有阿霉素（一种化学治疗药物）的聚合物，在小鼠的膀胱肿瘤附近，他们发现几天的肿瘤细胞死亡比通过直接注射药物溶液接受药物的动物相比要大得多。

高说：“我们已经在一只小动物中展示了可以打印载有药物的水凝胶进行肿瘤治疗的。” “我们的下一个阶段是尝试以更大的动物模型打印，希望在不久的将来，我们可以在人类中评估这一点。”

该团队还认为，机器学习可以增强Disp平台精确定位和应用重点超声波的能力。 Gao说：“将来，在AI的帮助下，我们希望能够自主触发移动器官（例如跳动的心脏）中的高精度印刷。”

这项工作得到了美国国立卫生研究院，美国癌症协会，遗产医学研究所和UCLA挑战计划的资助。荧光显微镜在加利福尼亚州加利福尼亚州加利福尼亚纳米系统研究所的高级光学显微镜/光谱实验室和Leica卓越中心进行。