აშშ-ში მეცნიერებმა ულტრაბგერის გამოყენებით ორგანიზმში 3D მასალების ბეჭდვის მეთოდი შეიმუშავეს. თაგვებსა და კურდღლებზე ჩატარებული კვლევების თანახმად, ამ ტექნიკას კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატების პირდაპირ ორგანიზმში დაბეჭდვა შეუძლია. მეტიც, ამით დაზიანებული ქსოვილების აღდგენა იქნება შესაძლებელი.

"Deep tissue in vivo sound printing" (DISP) — ღრმა ქსოვილებში ბეჭდვა ულტრაბგერით — ასე უწოდეს ახალ მეთოდს, რომელიც ორგანიზმში სპეციალური ბიომელნის შეყვანას გულისხმობს. ბიომელნის შემადგენლობა შეიძლება იცვლებოდეს მისი დანიშნულების მიხედვით, მაგრამ აუცილებელი კომპონენტებია პოლიმერული ჯაჭვები და დამაკავშირებელი აგენტები, რომლებიც ერთიანად ჰიდროგელის სტრუქტურას აყალიბებს.

ჰიდროგელის მყისიერი წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, ჯვარედინი შემაკავშირებელი აგენტები ლიპიდურ ნაწილაკებშია ჩაკეტილი, რომლებსაც ლიპოსომები ეწოდება. მათი გარეთა გარსები ისეა შექმნილი, რომ 41.7°C-მდე გაცხელებისას გაჟონოს.

კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (Caltech) მეცნიერების ხელმძღვანელობით გუნდმა ულტრაბგერითი სხივი ლიპოსომებში ხვრელების გასახურებლად გამოიყენა. შედეგად ორგანიზმში ჯვარედინი შემაკავშირებელი აგენტები წარმოიქმნა.

აქამდე მსგავსი პროცესებისთვის მეცნიერები სინათლეს იყენებდნენ, თუმცა ამჯერად ულტრაბგერა შეირჩა. ულტრაბგერით შეყვანილი ბიომელნის უფრო ღრმად, კუნთებსა და ორგანოებში გააქტიურება შეიძლება.

ულტრაბგერითი სხივის ზუსტი კონტროლის მექანიზმით გუნდმა 3D ფორმატში კომპლექსური ფორმები დაბეჭდა. მაგალითად, ვარსკვლავებისა და ცრემლის წვეთების სტრუქტურები.

ჰიდროგელი მხოლოდ სახალისო ფიგურების დასაბეჭდად არ შეიმუშავეს. ცხოველებზე ჩატარებულმა ცდებმა აჩვენა, რომ ამით დაზიანებული ქსოვილის ჩანაცვლება და აღდგენაა შესაძლებელი. მეტიც, მომავალში ამ მეთოდით მედიკამენტების პირდაპირ სხეულში დაბეჭდვა უნდა იყოს შესაძლებელი.

მკვლევრებმა ვიზუალიზაციის კონტრასტულ საშუალებად პაწაწინა გაზის ბუშტუკები გამოიყენეს. ამით ისინი ხედავდნენ, თუ რამდენად გამართულად მუშაობდა სისტემა.

ვეზიკულები კონტრასტს იცვლიდა პოლიმერის ჯვარედინი შეერთებით გამოწვეულ ქიმიურ რეაქციებზე ზემოქმედებისას. ულტრაბგერითი გამოკვლევა ამ სიგნალებს აფიქსირებს და ადასტურებს, რომ რეაქცია წარმატებით დასრულდა.

კურდღლებზე მკვლევრებმა ხელოვნური ქსოვილის ნაჭრები კანიდან 4 სანტიმეტრამდე სიღრმეში დაბეჭდეს. ამან, შესაძლოა, ჭრილობებისა და დაზიანებების შეხორცების დაჩქარების ახალი მეთოდი მოგვცეს — განსაკუთრებით თუ უჯრედები ჯერ ბიომელანში იქნება ინტეგრირებული.

შარდის ბუშტის კიბოს 3D უჯრედულ კულტურებზე ჩატარებული ექსპერიმენტების დროს, გუნდმა ბიომელნის მოდიფიცირებული ვერსია გამოიყენა, რომელიც დატვირთული იყო ქიმიოთერაპიული პრეპარატით — დოქსორუბიცინით. DISP მეთოდის გამოყენებით ბიომელანი ჰიდროგელად გამკვრივდა, რის შემდეგაც პრეპარატი ნელა, რამდენიმე დღის განმავლობაში მედიკამენტს გამოყოფდა. შედეგად, კიბოს უჯრედების სიკვდილიანობა მნიშვნელოვნად აღემატებოდა იმ მაჩვენებელს, რაც ჩვეულებრივი ინიექციით მიღებული პრეპარატის დროს ფიქსირდებოდა.

მომავალში მეთოდის გამოყენება შესაძლებელი იქნება, როგორც კუნთების, ისე გულის პრობლემების მოსაგვარებლად.

მნიშვნელოვანია, რომ ჰიდროგელის ტოქსიკურობა არ დაფიქსირდა და არასაჭირო ნარჩენი ორგანიზმიდან ბუნებრივად გამოიდევნა შვიდი დღის განმავლობაში.

მკვლევრებს მომავალში მასალის დაბეჭდვა ისეთ მოძრავ ორგანოში უნდათ, როგორიც გულია.

კვლევა ჟურნალში Science გამოქვეყნდა.