Съдържание
- Какво е 3D печат?
- Приложения на тази технология
- Какво е Bioprinter?
- Как се е развил биопечат
- Принтерът на професор Макото Накамура
- Биопринтерът Organovo NovaGen MMX
- Институт по регенеративна медицина Wake Forest
- Университет в Пенсилвания: захарна решетка
- Влиянието на 3D биопринтери върху нашето бъдеще
Маргарет е пенсиониран софтуерен дизайнер / разработчик, който прекарва времето си в пътувания, писане и правене на уеб дизайн и разработка на свободна практика.
Какво е 3D печат?
3D печатът е процес, чрез който се изграждат твърди обекти чрез подаване на триизмерен модел на обекта в 3D принтер. След това принтерът изгражда обекта, като създава множество много фини слоеве материал, докато желаният обект се оформи напълно. Това е доста подобно на начина, по който матричният принтер формира изображение на страница.
Приложения на тази технология
Процесът на 3D печат съществува от средата на 80-те години на миналия век, но напоследък има голям интерес към тези принтери за производство и домашна употреба. Тъй като цените на тези машини намаляват, броят на обектите, които могат да бъдат създадени, се увеличава. Всичко, от обувки, очила, бижута и играчки до пистолети и космически части, може да бъде произведено от 3D принтер. Очаква се глобалният пазар на 3D печат да достигне 54,96 милиарда щатски долара до 2027 година.
Има толкова много вълнуващи аспекти на тази технология, но най-революционната и интригуваща е способността й да произвежда живи тъкани и органи за трансплантация на хора. Например, титаниева челюст наскоро беше разпечатана от 3D принтер и успешно поставена в 83-годишна жена. Това се нарича биопечат.
Какво е Bioprinter?
Биопринтерът е 3D принтер, който използва живи клетки като мастило, отлагайки слоеве биологичен материал за изграждане на обект. Тази технология се стреми горещо от много изследователи с надеждата, че в крайна сметка ще бъдат създадени цели органи, които могат да бъдат използвани за трансплантация на хора. Красотата на технологията е, че тези органи биха били изградени по поръчка от собствените клетки на пациента и така тялото им би приело новия орган без фактора на отхвърляне.
Как се е развил биопечат
Има много иновации в тази област от ранните дни в средата на 2000-те.
Принтерът на професор Макото Накамура
Ранен пионер, професор Макото Накамура, разработи първия работещ биопринтер през 2008 г. Този принтер може да отпечата биотубинг, подобен на кръвоносен съд (вижте видеото по-долу).
Биопринтерът Organovo NovaGen MMX
Първият търговски принтер за органи, NovaGen MMX, е произведен през 2009 г. от базираната в SanDiego компания Organovo. През декември 2012 г. Organovo обяви партньорство с Autodesk, Inc., лидер в инженерния софтуер, за създаване на първия софтуер за 3D дизайн за техния биопринтер.
Използвайки две печатащи глави, принтерът NovaGen MMX поставя скеле от биохартия, изработено от колаген, желатин или други хидрогелове с една печатаща глава, а останалите поставя мастило от човешки клетки в скелето. Слой по слой, крайният обект е изграден в правилната форма. За няколко дни клетките се сливат в парче тъкан.
Досега компанията е създала белодробни, сърдечни мускули и кръвоносни съдове. Целта им е да произвеждат пълни органи. Те прогнозират, че първият ще бъде произведен бъбрекът. Може да не изглежда точно като човешки бъбрек, но ще функционира като такъв, като почиства отпадните продукти от кръвта.
Институт по регенеративна медицина Wake Forest
Учените от Уейк Форест бяха първите в света, които успешно трансплантираха лабораторно отгледан пикочен мехур в човек. Днес Wake Forest използва 3D биопринтер за проектиране на сложни прототипи на органи. Целта е да се създадат функциониращи бъбреци и други твърди органи като сърца и черен дроб, в допълнение към твърди органи като матката.
Те също разработват на място „отпечатване“ на кожата за тежки рани. Това може да се използва за поправяне на раните на войници с животозастрашаващи изгаряния. Използвайки технология на мастилената струя, кожните клетки се поставят в печатащата касета и се отпечатват директно на мястото на раната. Вижте видеото по-долу, докато режисьорът Антъни Атала демонстрира невероятната им технология.
През февруари 2016 г. изследователи от болницата Wake Forest North Carolina обявиха, че успешно са имплантирали ушни, костни и мускулни структури в животни. Тъй като структурите са узрели във функционална тъкан и са разработили нови системи от кръвоносни съдове, е много вероятно те да бъдат имплантирани в хората. Доктор Атала вярва, че в бъдеще тази технология ще позволи отпечатването на персонализирани органи с всякакъв размер или форма.
Университет в Пенсилвания: захарна решетка
Университетът в Пенсилвания наскоро обяви, че е успял да създаде съдова мрежа, като използва специално създаден 3D принтер, който отпечатва захарна решетка (колко е сладка!). След като се втвърдят, тези захарни скелета могат да бъдат заобиколени с биогел, съдържащ клетки от желания тип орган. След като захарната клетка се разтвори, има мрежа от живи тъкани, през които може да тече кръв (или хранителни материали). С помощта на тази технология се произвеждат чернодробни клетки от плъх, които продължават да функционират в продължение на осем дни.
Влиянието на 3D биопринтери върху нашето бъдеще
Тази нова технология не е толкова далеч, колкото си мислите. Отпечатаните артерии могат да се използват при сърдечни трансплантации само за пет години. По-сложни органи може да са възможни след 10 години. Това е прекрасна новина за много хора, които ще се нуждаят от трансплантация на органи.
Въпреки това може да има много обществени последици от тези невероятни постижения. Дали цената ще бъде толкова непосилно висока, че само най-богатите ще могат да си позволят нови органи, или ще бъдат свободно достъпни за всеки? Ще видим ли огромен скок в удължаването на живота? Ако е така, ще бъде ли планетата ужасно пренаселена? Дали възможността за лесно получаване на нови органи ще ни направи по-небрежни към здравето си? Само времето ще покаже.
Тази статия е точна и вярна доколкото е известно на автора. Съдържанието е само за информационни или развлекателни цели и не заменя лични съвети или професионални съвети по бизнес, финансови, правни или технически въпроси.
