Με το όνομα F3DB ο μικρός εύκαμπτος βραχίονας σχεδιάστηκε ως ένα all-in-one ενδοσκοπικό εργαλείο που αποφεύγει τη χρήση παραδοσιακών εργαλείων που συνήθως συνδέονται με μεγαλύτερο χρόνο επέμβασης και με κινδύνους μόλυνσης. Ο μικροσκοπικός αυτός 3D βιοεκτυπωτής έχει την ικανότητα να εισάγεται στο σώμα ακριβώς όπως ένα ενδοσκόπιο και να μεταφέρει απευθείας πολυστρωματικά βιοϋλικά στην επιφάνεια των εσωτερικών οργάνων και ιστών.
«Αυτό το σύστημα προσφέρει τη δυνατότητα για την ακριβή τρισδιάστατη ανακατασκευή ιστών και την επούλωση τραυμάτων μέσα στο σώμα, όπως τραυματισμούς γαστρικού τοιχώματος ή βλάβες και ασθένειες στο εσωτερικό του παχέος εντέρου», εξηγεί σε δελτίο τύπου ο Δρ Thanh Nho Do, επικεφαλής ερευνητής και βιοϊατρικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας.
Χάρη σε αυτή τη χειρουργική ακρίβεια, οι γιατροί μπορούν δυνητικά να παρακάμψουν πολλούς από τους κινδύνους που σχετίζονται με τις υπάρχουσες τεχνικές τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης, οι οποίες «απαιτούν να κατασκευάζονται βιοϋλικά έξω από το σώμα», εξήγησε ο Do, προσθέτοντας ότι η συσκευή θα μπορούσε επίσης να μετριάσει «αναντιστοιχίες μεταξύ τρισδιάστατων εκτυπωμένων βιοϋλικών και ιστών/οργάνων-στόχων», καθώς και δομικές βλάβες κατά το χειρισμό και τη μεταφορά.
Η συσκευή proof-of-concept, διαθέτει μια περιστρεφόμενη κεφαλή τριών αξόνων με μεγάλη δυνατότητα ελιγμών που «εκτυπώνει» το βιομελάνι, προσαρτημένη στο άκρο ενός μακριού και εύκαμπτου ρομποτικού βραχίονα που μοιάζει με φίδι, ο οποίος μπορεί να ελεγχθεί εξωτερικά.
{https://www.youtube.com/watch?v=bvoxI7qkRfE}
Η ερευνητική ομάδα λέει ότι με περαιτέρω ανάπτυξη, και ενδεχομένως εντός πέντε έως επτά ετών, η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από επαγγελματίες γιατρούς για πρόσβαση σε δυσπρόσιτες περιοχές μέσα στο σώμα μέσω μικρών τομών του δέρματος ή φυσικών στομίων.
Η κεφαλή εκτύπωσης, η οποία αποτελείται από μαλακούς τεχνητούς μύες που της επιτρέπουν να κινείται προς τρεις κατευθύνσεις, λειτουργεί πολύ παρόμοια με τους συμβατικούς επιτραπέζιους εκτυπωτές 3D. Ο μαλακός ρομποτικός βραχίονας μπορεί να λυγίσει και να στρίψει μέσω υδραυλικού συστήματος και μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε μήκος απαιτείται. Η ακαμψία του μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους ελαστικών σωλήνων.
Το ακροφύσιο εκτύπωσης μπορεί να προγραμματιστεί για να εκτυπώνει προκαθορισμένα σχήματα ή να λειτουργεί χειροκίνητα όπου απαιτείται πιο περίπλοκη ή απροσδιόριστη βιοεκτύπωση. Επιπλέον, η ομάδα χρησιμοποίησε έναν ελεγκτή που βασίζεται σε μηχανική μάθηση που μπορεί να βοηθήσει τη διαδικασία εκτύπωσης.
{https://www.youtube.com/watch?v=jfUNDTw6HXo&t=8s}
Για να αποδείξει περαιτέρω τη σκοπιμότητα της τεχνολογίας, η ομάδα του UNSW εξέτασε τη βιωσιμότητα των κυττάρων ζωντανού βιοϋλικού μετά την εκτύπωση μέσω του συστήματός τους.
Τα πειράματα έδειξαν ότι τα κύτταρα δεν επηρεάστηκαν από τη διαδικασία, με την πλειονότητα των κυττάρων να παρατηρείται ότι είναι ζωντανά μετά την εκτύπωση. Στη συνέχεια, τα κύτταρα συνέχισαν να αναπτύσσονται για τις επόμενες επτά ημέρες, με τέσσερις φορές περισσότερα κύτταρα να παρατηρούνται μία εβδομάδα μετά την εκτύπωση.
Οι επιστήμονες δοκίμασαν με επιτυχία τη συσκευή σε τεχνητό κόλον καθώς και σε νεφρό χοίρου. Μια έκδοση της επαναστατικής τεχνολογίας περιγράφηκε στο περιοδικό Advanced Science.
