Существуют два основных метода 3D-печати. Первый метод основан на последовательном нанесении слоев вязкого материала, который затвердевает, чтобы создать трехмерные объекты. Этот метод является наиболее распространенным в 3D-печати.

Второй метод, известный как объемная печать, использует светочувствительную желеобразную смолу, которая располагается в контейнере. Лучи или узоры света проецируются через прозрачные стороны контейнера, что приводит к полимеризации смолы в областях, которые подвергаются свету, в то время как остальная часть смолы остается гелевой. Путем перемещения источника света можно постепенно создать сложный трехмерный объект.

Одно из ограничений объемной печати — для передачи света контейнер и смола должны быть прозрачными. Однако человеческая кожа и биологические ткани почти непрозрачны. Это означает, что свет проникает через них только на небольшую глубину, обычно несколько миллиметров. Поэтому пока объемная печать не может использоваться для создания имплантатов внутри организма.

Ученые из Университета Дьюка и Гарвардской медицинской школы изобрели новую методику, основанную на звуке под названием глубокопроникающая акустическая объемная печать или DAVP.

Вместо светочувствительной смолы здесь используются биосовместимые обработанные ультразвуком «чернила», известные как соно-чернила, которые нагреваются, а затем затвердевают при поглощении импульсов ультразвука.

Предполагается, что вязкие чернила можно вводить в нужную область тела для создания имплантата. Затем путем направленного использования ультразвуковых волн с внешнего датчика можно активировать их полимеризацию и формирование внутри тела. После того, как сам имплантат полимеризовался и принял желаемую форму, остатки чернил можно удалить из тела с помощью шприца. В зависимости от предполагаемого применения соно-чернила могут быть долговечными или биоразлагаемыми, а также имитировать различные типы биологических тканей, таких как кость.

В ходе лабораторных испытаний ученые использовали технологию DAVP, чтобы запечатать участок козьего сердца (что потребуется при лечении неклапанной фибрилляции предсердий), восстановили костный дефект в куриной ноге, а также создали гидрогели, способные распространять химиотерапевтические препараты внутри печеночной ткани.

Возможность печатать через ткани открывает широкий спектр потенциальных применений в области хирургии и терапии, которые часто требуют инвазивные подходы.