超声3D生物打印实现体内“深层制造”：精准医疗迈入无创时代

2025年5月，美国加州理工学院研究团队在《科学》杂志发表了一项颠覆性成果——“成像引导深层组织体内超声打印”（DISP）技术。该技术首次实现了无需开刀、直接在体内深层组织完成生物材料精准打印的愿景，为个性化医疗开辟了全新方向。  

DISP技术的核心在于结合聚焦超声波与特制的“超声墨水”。这种墨水由生物聚合物、温敏脂质体和成像造影剂组成，可通过注射或导管输送至体内目标区域。当自动定位的超声换能器发出聚焦超声波时，产生的局部微热（略高于体温）会触发脂质体释放交联剂，促使墨水迅速凝胶化，形成预设的三维结构。整个过程通过成像技术实时监控，确保精准性和可控性。  

与传统3D生物打印技术相比，DISP无需通过手术植入体外打印的物体，而是直接在病灶部位完成“原位制造”。例如，在实验中，研究团队成功在小鼠膀胱肿瘤附近打印载药材料，并在兔子深层肌肉组织完成功能结构的构建，验证了其在药物缓释、组织修复等场景的应用潜力。  

无创治疗：DISP技术避免了传统手术的创伤与风险，患者仅需接受微创注射或导管输送墨水，即可实现精准治疗。  

高度可调性：生物墨水的性能可灵活设计，例如增强导电性、促进组织黏附或实现药物缓释，为心血管疾病、肿瘤治疗等提供多样化解决方案。  

生物相容性：实验显示，打印后的凝胶材料在体内一周内未被自然清除，且未引发明显炎症或组织损伤，安全性与稳定性显著。  

目前，DISP技术已在动物模型中验证了其在药物输送、组织修复和生物电子器件构建中的潜力。例如，在肿瘤治疗中，载药墨水可精准作用于病灶区域，减少全身副作用；在组织修复中，可打印与人体天然组织力学性能匹配的支架，促进再生。研究团队表示，未来结合人工智能实时路径规划技术，DISP有望进一步优化打印精度，推动临床应用的普及。  

除DISP外，杜克大学与哈佛医学院联合研发的“深穿透声学体积打印”（DAVP）技术同样引人注目。DAVP利用声波墨水在体内深层组织（如心脏、骨骼）实现“隔空打印”，成功完成山羊心脏左心耳封堵、鸡腿骨修复等实验，展现了超声波技术在微创手术中的广阔前景。  

生物3D打印技术正从“体外制造+手术植入”的传统模式，迈向“体内无创打印”的新纪元。这一变革不仅减少了患者痛苦，还为实现完全个性化的治疗方案提供了可能。未来，随着材料学、影像学与人工智能的深度融合，医疗领域或将迎来“按需打印、即时治疗”的时代。  

超声3D生物打印的突破，标志着医疗技术从“有创”到“无创”、从“通用”到“定制”的重大跨越。尽管技术仍需进一步完善和临床验证，但其潜力已为精准医疗绘制了一幅充满希望的蓝图。