Как хората с 3D печат може да са възможни някой ден

реклама

3D печат е яростта в момента; хората печатат части от машини, статуи на косплейъри Следващият ви конвенционален сувенир? 3D отпечатана статуя на вас!На умопомрачителни конвенции Zero Point 3D сканира косплеерите в тяхната система като цифрови модели, които след това могат да отпечатват в различни размери. Прочетете още , моделни домове и дори протезни ръце, които приличат на Железния човек. Но може би най-интересното, което в момента се отпечатва, е човешката тъкан.

Как работи? Какво може да се отпечата? И дали някога ще може да отпечата пълноценно човешко същество? Нека да видим какво трябва да кажат технологията и науката.

Bioprinting

Процесът на отпечатване на тъкан се нарича биопечат, а техниките зад него са доста впечатляващи.

Първо, клетките се вземат от донор и се поставят в култура, която им позволява да се размножават. След като бъдат отгледани достатъчно клетки, те се зареждат в принтерна касета. Тогава те са сложени като всеки друг материал, използван в 3D принтер Какво е 3D печат и колко точно работи?

Представете си, ако бихте могли да разпечатате триизмерни обекти направо от принтер в дома си. Когато бях дете в основното училище, реших, че ще бъде страхотно, ако успея да отпечатам пици навън ... Прочетете още . Структурата е изградена слой по слой, с редуващи се слоеве от клетки и структуриращ материал, който може да бъде гел на водна основа или вещество на основата на захар (понякога се използват и изкуствени скелета, които помагат да се създаде правилната форма на съществото отпечатано).

След отпечатването на тъканта слоевете клетки започват да растат заедно, затваряйки празнините между тях и запълвайки предвидената структура на тъканите. След като клетките се слеят и узреят, тъканта е готова за експерименти в лабораторията или бъде трансплантирана на човек, обикновено човекът, който дари клетките на първо място.

Едно от големите предимства на биопечатните тъкани пред стандартния процес на трансплантация е, че тъканта е създадена с клетки от тялото на пациента, намалявайки значително шансовете за отхвърляне, състояние, което произтича от това, че тялото не разпознава имплантираното тъкан. Това може да доведе до големи проблеми и медицинската общност е доста развълнувана от потенциала на 3D печат за намаляване на честотата на отхвърляне.

И така, какво е биопечат? С този метод успешно са създадени кръвоносни съдове, кости (включително череп), трахея, пикочни мехури, сърдечни клапи, кожа и дори ухо. Създаден е екип в Китай малки бъбреци, които работеха четири месеца. Но учените са насочили погледа си много по-високо. Някои изследователи са започнали да печатат чернодробна тъкан, въпреки че все още се изчислява, че отпечатването на цял черен дроб отнема до десет дни.

И една група дори работи върху 3D печат на човешко сърце.

The Edge of Today's Bioprinting Tech

Екипът, базиран в Университета в Луисвил и воден от клетъчния биолог д-р Стюарт Уилямс, казва, че "биофизичното" сърце би било комбинация от естествено и изкуствени материали и вероятно ще бъдат използвани за трансплантация на хора, страдащи от сърдечна недостатъчност, които не са кандидати за традиционните изкуствени сърца, като деца.

Той прогнозира, че екипът му ще може да събере цяло сърце след три до пет години и че човешките изпитания могат да започнат в рамките на десетилетието.

Ако мислите да изградите самолет, това, което правите, е да изградите отделни части и след това да сглобите. Правим точно същото с биофизичното сърце.
-Д-Р. Стюарт Уилямс

Екипът се стреми към седемдневен прозорец от момента, в който медицинският екип прибира 50 CC мазнини от пациент (с размерите на две топки за голф) до момента, в който е отпечатано сърцето. Само седем дни, за да създадете изцяло ново сърце. На теория това сърце ще бъде използвано за заместване на всякакви изкуствени средства, които в момента се използват за поддържане на сърцето на пациента.

Бъдещето

Така че, ако можем да отпечатваме кости, кръвоносни съдове, органи и кожа, няма ли смисъл следващото нещо, за което трябва да мислим, е да отпечатаме пълноценно човешко същество? Това звучи като научна фантастика, но, както видяхме, научната фантастика и реалността обикновено не се различават толкова, колкото очакваме Бионични хора: Екзоскелетната технология предефинира границитеИзследванията на екзоскелета се провеждат в продължение на повече от век, което доведе до редица жизнеспособни прототипи. Изненадващо обаче, те се фокусират по-малко върху свръхчовешката сила и повече върху подобряването на издръжливостта и качеството на живот. Прочетете още понякога. Спрете неверието си за няколко минути и нека да направим мислен експеримент.

3D печатът на човек, ако изобщо е възможно, все още е далеч. Отпечатването на черен дроб и сърце е едно, но отпечатването на цялото тяло е съвсем друго. Докато 50 CC мазнини са достатъчни за отпечатване на повечето кръвоносни съдове на сърцето, в човека има огромно количество материал тяло, което означава, че не само трябва да намерим начин да отглеждаме достатъчно материал, но също така ще имаме тежко време да картографираме всичко това правилно.

Прегледайте бързо всеки учебник по анатомия и ще видите, че има хиляди мънички парчета, които се вписват перфектно в правилно функциониращото човешко тяло.

С колко далеч е стигнало компютърното моделиране, не е трудно да си представим, че в крайна сметка ще успеем да картографираме цялото човешко тяло. Начертахме целия човешки геном, намерихме начини да използваме лазери за сканиране на 3D изображения на хора и непрекъснато разработваме нови медицински технологии. Дори сме напълно симулирали части от мозъка. И това ни отвежда към по-големия въпрос.

В сравнение с мозъка, останалата част от тялото е детска игра. В мозъка на средния човек има 100 милиарда неврони и 100 трилиона синапси. Да можеш да отпечаташ, че много неврони, още по-малко ги свързват всички по правилния начин, ще бъде изключително трудно. Можем дори да не разбираме какво е съзнанието Мислещи машини: какво може да ни научи на съзнанието невронауката и изкуственият интелектМоже ли изграждането на изкуствено интелигентни машини и софтуер да ни научи за работата на съзнанието и същността на самия човешки ум? Прочетете още .

Лекарите са отпечатали реплика на мозъка, за да им помогнат да се подготвят за операция, и са отпечатали голяма модел на неврон, но всъщност да стигнем до това ниво на детайлите е далеч над всичко, което сме някога Свършен.

Разбира се, може потенциално просто да замените мозъка с компютър, но все пак ще трябва да отпечатате нервната система, която би било също така предизвикателство, особено когато става въпрос за нещо като зрителни нерви, които трябва да работят перфектно, за да бъдат всякакви използвате.

Може ли да се направи?

3D печат 5 невероятни приложения за 3D печат, които трябва да видите, за да повярватеКакво бихте направили с 3D принтер? Ако хората, разработващи тези приложения, имат какво да кажат за това, може да се изненадате. Прочетете още човешко същество, ако някога това ще се случи, вероятно ще се случи далеч в бъдеще - много по-далеч, отколкото всеки читател на тази статия вероятно ще види.

Ще е необходимо огромно количество биотехнологичен напредък и някои радикални промени в начина, по който мислим както за технологията, така и за човешкото тяло. Може ли да се направи? Колебая се да кажа „не“, защото навсякъде около нас има примери за неща, които някой веднъж каза, че не може да се направи. Самият 3D печат беше научна фантастика Крайно начинаещо ръководство за 3D печат3D печатът трябваше да бъде новата „Индустриална революция“. Все още не е превзел света, но аз съм тук, за да ви говоря чрез всичко, което трябва да знаете, за да започнете. Прочетете още Доскоро. Ако има нещо, което знаем за човечеството, това е, че ние постоянно се изненадваме.

Какво мислиш? Ще видим ли някога 3D отпечатано човешко тяло? На какво може да послужи това? Трябва ли дори да печатаме човешки органи (не всички мислят така)? Споделете мислите си по-долу!

Кредитни изображения: 3d принтер Via Shutterstock, Виртуален образ на човешко сърце с кардиограма, човешки скелет от задната и предна гледна точка - дидактична дъска по анатомия на човешкия костен и мускулната система чрез Shutterstock.