Kako ljudi 3D ispisa mogu biti moguće jednog dana

Oglas

3D ispis je sada sav bijes; ljudi tiskaju dijelove strojeva, statue cosplayera Vaš sljedeći suvenir za konvenciju? 3D otisnut kip od vas!Na geeky konvencijama, Zero Point 3D skenira cosplayere u svoj sustav kao digitalne modele koje mogu ispisati u različitim veličinama. Čitaj više , kuće za modele, pa čak i protetske ruke koje nalikuju željeznom čovjeku. Ali možda je najzanimljivija stvar koja se trenutno ispisuje ljudsko tkivo.

Kako radi? Što se može tiskati? I hoće li ikada moći ispisati potpuno ljudsko biće? Pogledajmo što tehnologija i znanost imaju za reći.

Bioprinting

Proces tiskanja tkiva naziva se bioprimanje, a tehnike iza njega prilično su impresivne.

Prvo se stanice uzimaju od davatelja i ubacuju u kulturu koja im omogućuje da se množe. Jednom kada se uzgaja dovoljno stanica, učitavaju se u spremnik s pisačem. Zatim su položeni kao bilo koji drugi materijal koji se koristi u 3D pisaču Što je 3D ispis i koliko točno funkcionira?Zamislite kad biste mogli ispisati trodimenzionalne predmete ravno s pisača u vašem domu. Kad sam bio dijete u osnovnoj školi, mislio sam da bi bilo fenomenalno ako bih mogao ispisati pice ...

Čitaj više . Struktura je građena sloj po sloj, s naizmjeničnim slojevima stanica i strukturirajućim materijalom, koji može biti gel na vodenoj osnovi ili na bazi šećera (ponekad se upotrebljavaju i umjetne skele koje pomažu u stvaranju pravilnog oblika komada tiskana).

Nakon što je tkivo tiskano, slojevi stanica počinju rasti zajedno, zatvarajući praznine između njih i popunjavajući predviđenu strukturu tkiva. Nakon što se stanice spoje i sazreju, tkivo je spremno za eksperimentiranje u laboratoriju ili se presađuje na čovjeka, obično osobu koja je donirala stanice.

Jedna od velikih prednosti tkiva za biootiskanje u odnosu na standardni postupak presađivanja jest to što se tkivo stvara stanicama iz pacijentovo tijelo, značajno smanjujući šanse za odbacivanje, stanje koje proizlazi iz toga što tijelo ne prepozna implantirano tkivo. To može uzrokovati velike probleme, a medicinska je zajednica prilično uzbuđena zbog potencijala 3D ispisa u smanjenju učestalosti odbacivanja.

Pa, što je tiskano biopisom? Ovom su metodom uspješno stvorene krvne žile, kosti (uključujući lubanju), dušnik, mjehur, srčani zalisci, koža, pa čak i uho. Stvorio se tim u Kini mali bubrezi koji su radili četiri mjeseca. Ali znanstvenici su svoje vidike postavili mnogo više. Neki su istraživači započeli s tiskanjem jetrenog tkiva, mada se procjenjuje da će trajati cijela jetra i do deset dana.

A jedna grupa čak radi na 3D ispisu ljudskog srca.

The Edge of the Today's Bioprinting Tech

Tim sa sjedištem na Sveučilištu u Louisvilleu, a vodio ga je stanični biolog dr. Stuart Williams, kaže da bi "biofinalno" srce bilo kombinacija prirodnog i umjetni materijali i vjerojatno će se koristiti za transplantaciju u osoba koje pate od zatajenja srca i nisu kandidati za tradicionalna umjetna srca, djeca.

Predviđa da će njegov tim moći sastaviti čitavo srce za tri do pet godina, a da bi ljudska iskušenja mogla započeti unutar desetljeća.

Ako razmišljate o izgradnji aviona, ono što trebate napraviti je izgraditi pojedinačne dijelove i zatim sastaviti. Točno radimo s biofizičkim srcem.
Dr.. Stuart Williams

Tim cilja na sedmodnevni prozor od trenutka kada medicinski tim od pacijenta sakupi 50 CC masnoće (otprilike veličine dvije loptice za golf) do trenutka kada je ispisano srce. Samo sedam dana za stvaranje posve novog srca. Teoretski, ovo srce će se zatim koristiti za zamjenu umjetnih sredstava koja se trenutno koriste za održanje pacijentovog srca.

Budućnost

Dakle, ako možemo ispisati kosti, krvne žile, organe i kožu, zar nema smisla da sljedeća stvar o kojoj razmišljamo jest tiskanje ljudskog bića? Zvuči kao znanstvena fantastika, ali kao što smo vidjeli, znanstvena fantastika i stvarnost uglavnom se ne razlikuju onoliko koliko očekujemo Bionski ljudi: tehnologija egzoskeleta redefinira graniceIstraživanja egzoskeleta provode se već više od jednog stoljeća, što je rezultiralo nizom održivih prototipa. Iznenađujuće se ipak manje fokusiraju na super-ljudsku snagu, a više na poboljšanje izdržljivosti i kvalitete života. Čitaj više ponekad. Obustavite nevjericu na nekoliko minuta i krenimo u promišljeni eksperiment.

3D ispis ljudskog bića, ako je to uopće moguće, još je daleko. Ispis jetre i srca jedno je, ali ispis cijelog tijela potpuno je drugo. Dok je 50 CC masnoća dovoljno za ispis većine krvnih žila srca, u čovjeku postoji ogromna količina materijala tijelo, što znači da ne samo da trebamo pronaći način da uzgajamo dovoljno materijala, već ćemo imati i težak trenutak da to sve preslikamo ispravno.

Brzo pogledajte bilo koji udžbenik anatomije i vidjet ćete da postoje tisuće sićušnih komada koji se savršeno uklapaju u ljudski organizam koji ispravno funkcionira.

No, s obzirom na to koliko je daleko došlo računalno modeliranje, nije teško zamisliti da ćemo na kraju uspjeti preslikati cijelo ljudsko tijelo. Mapirali smo čitav ljudski genom, pronašli smo načine upotrebe lasera za skeniranje 3D slika ljudi i stalno razvijamo novu medicinsku tehniku. Čak smo u potpunosti simulirali dijelove mozga. A to nas dovodi do većeg pitanja.

U odnosu na mozak, ostatak tijela je igra djeteta. U prosječnom ljudskom mozgu postoji 100 milijardi neurona i 100 trilijuna sinapsi. Iznimno će biti teško ispisati toliki broj neurona, a još manje povezati ih na pravi način. Mi vjerojatno uopće ne razumijemo kakva je svijest Strojevi za razmišljanje: Što nas neuroznanost i umjetna inteligencija mogu naučiti o svijestiMože li nas izgradnja umjetno inteligentnih strojeva i softvera poučavati o radu svijesti i o prirodi samog ljudskog uma? Čitaj više .

Liječnici su ispisali repliku mozga kako bi im pomogli da se pripreme za operaciju, a ispisali su i veliku model neurona, ali zapravo spuštanje na tu razinu detalja je daleko više od svega što smo ikada vidjeli učinjeno.

Naravno, mozak biste jednostavno mogli zamijeniti mozgom računalom, ali ipak biste morali ispisati živčani sustav, koji također bi bilo izazovno, pogotovo ako se radi o nečemu poput optičkih živaca, koji trebaju savršeno funkcionirati kako bi bili bilo koji koristiti.

Može li se to učiniti?

3D ispis 5 nevjerojatnih aplikacija za 3D ispis u koje morate vjerovatiŠto biste napravili s 3D pisačem? Ako ljudi koji razvijaju te aplikacije imaju što reći o tome, mogli biste se iznenaditi. Čitaj više ljudsko biće, ako se to ikada dogodi, vjerojatno će se događati daleko u budućnosti - mnogo dalje nego što će vjerojatno vidjeti čitatelji ovog članka.

Bit će joj potreban ogroman biotehnološki napredak i radikalni pomaci u razmišljanju o tehnologiji i o ljudskom tijelu. Može li se to učiniti? Oklijevam reći "ne" jer svuda oko nas postoje primjeri za koje je netko jednom rekao da se to ne može učiniti. 3D ispis je bio znanstvena fantastika Vrhunski vodič za početnike 3D ispisa3D ispis trebao je biti nova "industrijska revolucija". Još nije preuzeo svijet, ali tu sam da razgovaram sa vama o svemu što trebate znati da biste započeli. Čitaj više donedavno. Ako postoji jedna stvar koju znamo o čovječanstvu, to je da stalno iznenađujemo sebe.

Što misliš? Hoćemo li ikad vidjeti ljudsko tijelo 3D ispisano? Kakve bi nam koristi to mogle poslužiti? Trebamo li uopće tiskati ljudske organe (ne misle svi tako)? Podijelite svoja razmišljanja u nastavku!

Broj kredita: 3D printer Via Shutterstock, Virtualna slika ljudskog srca s kardiogramom, ljudski kostur sa stražnjeg i stražnjeg dijela - didaktička ploča anatomije ljudskog koštanog i mišićnog sustava preko Shutterstoka.