Kaip 3D spausdinimo žmonės tą dieną gali būti įmanoma

Skelbimas

Šiuo metu 3D spausdinimas yra ypač madingas; žmonės spausdina mašinų dalis, kosminių žaidėjų statulos Kitas tavo suvenyras? 3D atspausdinta jūsų statula!Laikydamasis geidžių tradicijų, „Zero Point 3D“ nuskaito žaidėjus į savo sistemą kaip skaitmeninius modelius, kuriuos vėliau jie gali spausdinti įvairių dydžių. Skaityti daugiau , modelių namai ir net protezuojamos rankos, kurios atrodo kaip „geležies žmogus“. Bet bene įdomiausias dalykas, kuris šiuo metu spausdinamas, yra žmogaus audiniai.

Kaip tai veikia? Ką galima atspausdinti? Ar kada nors pavyks atspausdinti pilną žmogų? Pažiūrėkime, ką turi pasakyti technologijos ir mokslas.

Biografija

Audinių spausdinimo procesas vadinamas bioprinti, o jo sudarymo technika yra gana įspūdinga.

Pirmiausia ląstelės paimamos iš donoro ir įterpiamos į kultūrą, leidžiančią joms daugintis. Kai pakankamai ląstelių išaugs, jie bus įdedami į spausdintuvo kasetę. Tada jie yra paguldyti kaip bet kokia kita 3D spausdintuve naudojama medžiaga Kas yra 3D spausdinimas ir kaip tiksliai jis veikia?

Įsivaizduokite, jei galėtumėte spausdinti trimačius objektus tiesiai iš savo namuose esančio spausdintuvo. Kai buvau vaikas pradinėje mokykloje, maniau, kad būtų nuostabu, jei galėčiau spausdinti picas ... Skaityti daugiau . Konstrukcija yra pastatyta sluoksnis po sluoksnio, su kintamais ląstelių sluoksniais ir struktūruojančia medžiaga, kuri gali būti vandens pagrindu pagamintas gelis. arba medžiaga iš cukraus (kartais dirbtiniai pastoliai taip pat naudojami siekiant padėti sukurti reikiamą kūrinio formą atspausdinta).

Po to, kai audinys buvo atspausdintas, ląstelių sluoksniai pradeda augti kartu, uždarydami tarpus tarp jų ir užpildydami numatytą audinio struktūrą. Kai ląstelės suliejamos ir subręsta, audinys yra paruoštas eksperimentuoti laboratorijoje arba persodinamas žmogui, paprastai tam, kuris paaukojo ląsteles.

Vienas didžiausių audinių, atspausdinančių bioprinti, pranašumų, palyginti su standartiniu persodinimo procesu, yra tas, kad audinys kuriamas iš ląstelių iš paciento kūnas, žymiai sumažindamas atmetimo tikimybę, būklę, atsirandančią dėl to, kad kūnas neatpažįsta implanto audiniai. Tai gali sukelti didelių problemų, o medicinos bendruomenė yra labai susijaudinusi dėl 3D spausdinimo galimybių sumažinti atmetimo dažnį.

Taigi, kas buvo atspausdinta biografija? Šiuo metodu sėkmingai sukurtos kraujagyslės, kaulai (įskaitant kaukolę), trachėja, šlapimo pūslės, širdies vožtuvai, oda ir net ausis. Sukurta komanda Kinijoje maži inkstai, kurie dirbo keturis mėnesius. Tačiau mokslininkai savo žvilgsnį nustatė kur kas aukščiau. Kai kurie tyrėjai pradėjo spausdinti kepenų audinius, nors apskaičiuota, kad visos kepenų spausdinimas užtruks iki dešimties dienų.

Ir viena grupė net dirba 3D spausdindama žmogaus širdį.

Šiandienos biografijos technikos kraštas

Luizvilio universitete įsikūrusi komanda, kuriai vadovauja ląstelių biologas daktaras Stuartas Williamsas, teigia, kad „bioficialioji“ širdis būtų natūralios ir dirbtines medžiagas ir greičiausiai būtų naudojamos transplantacijai žmonėms, kenčiantiems nuo širdies nepakankamumo, kurie nėra kandidatai į tradicines dirbtines širdis, pvz. vaikai.

Jis prognozuoja, kad jo komanda per trejus – penkerius metus sugebės surinkti visą širdį ir kad žmogaus bandymai galėtų prasidėti per dešimtmetį.

Jei galvojate apie lėktuvo statybą, ką jūs darote, tai pastatykite atskiras dalis ir tada surinkite. Mes elgiamės lygiai taip pat ir su bioficialia širdimi.
—Dr. Stuartas Williamsas

Komanda siekia septynių dienų lango, skaičiuojančio nuo to laiko, kai medicinos komanda iš paciento surenka 50 CC riebalų (maždaug dviejų golfo kamuoliukų dydžio) iki širdies atspausdinimo. Vos septynios dienos sukurti visiškai naują širdį. Teoriškai ši širdis bus naudojama bet kurioms dirbtinėms priemonėms, kurios šiuo metu naudojamos paciento širdžiai palaikyti, pakeisti.

Ateitis

Taigi, jei galime spausdinti kaulus, kraujagysles, organus ir odą, ar nėra prasmės, kad kitas dalykas, apie kurį reikia galvoti, yra viso žmogaus atspausdinimas? Tai skamba kaip mokslinė fantastika, tačiau, kaip matėme, mokslinė fantastika ir tikrovė paprastai nesiskiria tiek, kiek mes tikimės Bioniniai žmonės: egzoskeleto technologija iš naujo nustato ribasEgzoskeleto tyrimai buvo vykdomi daugiau nei šimtmetį, todėl buvo sukurta daugybė perspektyvių prototipų. Keista, tačiau jie mažiau dėmesio skiria superžmogiškosioms jėgoms, o daugiau - ištvermės ir gyvenimo kokybės gerinimui. Skaityti daugiau kartais. Kelioms minutėms sustabdykite savo netikėjimą ir pradėkime minčių eksperimentą.

Žmogaus 3D spausdinimas, jei įmanoma, vis dar toli. Kepenų ir širdies spausdinimas yra vienas dalykas, bet viso kūno spausdinimas yra visiškai kitas dalykas. Nors norint atspausdinti didžiąją dalį širdies kraujagyslių, pakanka 50 riebalų CC, žmogaus organizme yra didžiulis kiekis medžiagos. kūno, o tai reiškia, kad mums ne tik reikės rasti būdą, kaip užsiauginti pakankamai medžiagos, bet mes taip pat turėjome sunkų laiką, kai visa tai suplanuota teisingai.

Pažvelkite greitai į bet kurį anatomijos vadovėlį ir pamatysite, kad yra tūkstančiai mažų gabaliukų, kurie puikiai dera tinkamai veikiančiame žmogaus kūne.

Nepaisant to, kiek toli nuėjo kompiuterinis modeliavimas, nėra sunku įsivaizduoti, kad galų gale sugebėsime išsiaiškinti visą žmogaus kūną. Apibendrinome visą žmogaus genomą, atradome būdų, kaip lazeriais nuskaityti 3D vaizdus iš žmonių, ir visą laiką tobuliname naujas medicinos technologijas. Mes netgi visiškai modeliavome smegenų dalis. Ir tai mus priveda prie didesnio klausimo.

Palyginti su smegenimis, likęs kūnas yra vaikų žaismas. Vidutinio žmogaus smegenyse yra 100 milijardų neuronų ir 100 trilijonų sinapsių. Gebėti atspausdinti daugybę neuronų, dar mažiau juos visus sujungus tinkamu būdu, bus nepaprastai sunku. Tikriausiai net nesuprantame kokia yra sąmonė Mąstymo mašinos: ką neuromokslas ir dirbtinis intelektas gali išmokyti mus apie sąmonęAr dirbtinai intelektualių mašinų ir programinės įrangos kūrimas gali mus išmokyti apie sąmonės veikimą ir paties žmogaus proto prigimtį? Skaityti daugiau .

Gydytojai atspausdino smegenų kopiją, kad padėtų joms pasiruošti operacijai, ir išspausdino didelę neurono modelį, tačiau iš tikrųjų iki tokio detalumo lygio yra kur kas daugiau nei mes kada nors buvome padaryta.

Žinoma, galėtumėte tiesiog pakeisti smegenis kompiuteriu, bet vis tiek turėtumėte atspausdinti nervų sistemą, kuri taip pat būtų sudėtinga, ypač kai tai susiję su regos nervais, kurie, norint turėti bet kokį, turi veikti nepriekaištingai naudoti.

Ar tai galima padaryti?

3D spausdinimas 5 nuostabios 3D spausdinimo programos, kurias turite pamatyti, kad patikėtumėteKą darytumėte su 3D spausdintuvu? Jei žmonės, kuriantys šias programas, turi ką pasakyti apie tai, galite nustebti. Skaityti daugiau žmogus, jei kada nors tai įvyks, ateityje greičiausiai nutiks toli gražu ne taip, kaip tikriausiai mato visi šio straipsnio skaitytojai.

Tam reikės didžiulės pažangos biotechnologijų srityje ir kai kurie radikalūs pokyčiai mąstant apie technologijas ir žmogaus kūną. Ar tai galima padaryti? Aš nesiryžtu pasakyti „ne“, nes aplink mus yra pavyzdžių, kurių kažkas kažkada sakė negalįs padaryti. Pats 3D spausdinimas buvo mokslinė fantastika Paskutinis pradedančiųjų 3D spausdinimo vadovas3D spausdinimas turėjo būti naujoji „Pramonės revoliucija“. Jis dar neaplenkė pasaulio, bet aš čia tam, kad kalbėčiau apie jus viską, ką reikia žinoti norint pradėti. Skaityti daugiau iki šiol. Jei yra vienas dalykas, kurį žinome apie žmoniją, tai yra tai, kad mes nuolat stebime save.

Ką tu manai? Ar mes kada nors matysime 3D atspausdintą žmogaus kūną? Kokiais būdais tai galėtų būti naudinga? Ar turėtume net spausdinti žmogaus organus (ne visi taip galvoja)? Pasidalykite savo mintimis žemiau!

Vaizdo kreditai: 3D spausdintuvas Per „Shutterstock“, Virtualus žmogaus širdies vaizdas su kardiograma, žmogaus skeletas iš užpakalio ir priekio - žmogaus kaulų ir raumenų sistemos anatomijos didaktinė lenta per „Shutterstock“.