美国科研团队近期开展的一项研究，成功开发出一种基于超声波的体内直接3D打印技术。该技术可将含有细胞的3D结构注入体内，并通过超声波在目标治疗区域实现精准聚集。其核心目标是在疾病发生位置附近精准递送药物或特定细胞。初步动物实验在小鼠和兔子模型中取得成功，显示该技术有望直接修复体内受损组织。这项名为“深层组织体内声波打印”（DISP）的技术，标志着医疗增材制造领域的重要突破。

3D打印技术在医疗保健领域的应用价值已得到广泛认可，例如可定制设计植入物并植入人体或皮肤组织。但传统方法通常依赖侵入性手术进行植入，导致流程复杂化。基于此，加州理工学院（Caltech）的研究团队构建了一个新型打印平台，利用图像引导的超声波将3D打印材料输送至体内更深层组织。相较于红外线仅能作用于浅层皮肤的局限，超声波可有效穿透至肌肉、器官等深层部位。

超声波引导3D打印：操作与测试

研究团队采用了聚焦超声波束与特制生物墨水相结合的操作模式。该生物墨水以水凝胶为基础，由聚合物链与交联剂构成，并添加了针对目标疾病的特异性成分。其中，交联剂被封装于脂质体颗粒内，其脂质外壳在约40℃高温下可溶解。这种设计可避免生物墨水在沉积后立即固化，从而实现对交联过程的精准控制并提升固化速度。基于此，团队成功打印出星星、水滴等复杂结构。

研究人员指出，其开发的DISP技术可打印兼具导电性且能负载药物、细胞或生物粘合剂的生物材料，适用于多种疾病治疗。实验中，团队成功将材料沉积于兔爪肌肉组织及小鼠患病膀胱附近区域。加州理工学院生物医学工程师高伟进一步说明：“红外线的组织穿透能力有限，仅能作用于皮肤表层。而我们的新技术可抵达深层组织，支持多种材料的打印应用，同时保持出色的生物相容性。”

在兔子实验中，科研人员成功将打印深度推进至皮下4厘米。针对膀胱癌小鼠模型，团队在生物墨水中添加了化疗药物阿霉素（可抑制细胞生长）。实验结果显示，DISP技术相较于传统药物注射，能更快速、更显著地清除癌细胞。

高伟总结道：“下一步，我们计划在更大型动物模型中开展打印实验，若进展顺利，将很快推进至人体评估阶段。未来，我们期望结合人工智能技术，实现在运动器官（如跳动的心脏）内自主触发高精度打印。”