Kuinka 3D-tulostus ihmisillä voi olla mahdollista jonakin päivänä

Mainos

3D-tulostaminen on nyt raivoa; ihmiset tulostavat koneiden osia, cosplayers-patsaat Seuraava kongressisi matkamuisto? 3D-painettu patsas!Geekylisillä tapauksilla Zero Point 3D skannaa pelaajat järjestelmäänsä digitaalisina malleina, joita he voivat sitten tulostaa monikokoisina. Lue lisää , mallikodit ja jopa proteesipohjaiset kädet, jotka näyttävät raudan mieheltä. Mutta ehkä mielenkiintoisin asia, jota tällä hetkellä tulostetaan, on ihmisen kudos.

Kuinka se toimii? Mitä voidaan tulostaa? Ja pystyykö koskaan tulostamaan kokonaisen ihmisen? Katsotaanpa mitä tekniikalla ja tieteellä on sanottavaa.

Bioprinting

Kudospainoprosessia kutsutaan bioprintiksi, ja sen takana olevat tekniikat ovat varsin vaikuttavia.

Ensin solut otetaan luovuttajalta ja insertoidaan viljelmään, joka antaa niiden lisääntyä. Kun tarpeeksi soluja on kasvatettu, ne ladataan tulostuskasettiin. Sitten he lasketaan alas kuin mikä tahansa muu 3D-tulostimessa käytetty materiaali Mikä on 3D-tulostus ja kuinka tarkalleen se toimii?

Kuvittele, jos voisit tulostaa kolmiulotteisia esineitä suoraan kotisi tulostimesta. Kun olin lapsi ala-asteella, ajattelin, että olisi mahtavaa, jos voisin tulostaa pizzat ... Lue lisää . Rakenne on rakennettu kerros kerroksittain, vuorotellen solukerroksilla ja rakennemateriaalilla, joka voi olla vesipohjainen geeli tai sokeripohjainen aine (joskus keinotekoisia telineitä käytetään myös auttamaan kappaleen oikean muodon luomista painettu).

Kun kudos on painettu, solukerrokset alkavat kasvaa yhdessä, sulkemalla niiden väliset raot ja täyttämällä aiotun kudosrakenteen. Kun solut ovat sulautuneet yhteen ja kypsyneet, kudos on valmis laboratoriossa tehtäviä kokeita varten tai siirrettäväksi ihmiselle, yleensä henkilölle, joka lahjoitti solut ensin.

Yksi bioprinti-kudosten suurista eduista verrattuna tavanomaiseen elinsiirtoprosessiin on, että kudos luodaan soluista potilaan vartalo vähentää merkittävästi hyljinnän mahdollisuuksia. Tämä on tila, joka johtuu siitä, että keho ei tunnista istutettua kudosta. Tämä voi aiheuttaa suuria ongelmia, ja lääketieteellinen yhteisö on varsin innostunut 3D-tulostuksen mahdollisuuksista vähentää hyljinnän esiintyvyyttä.

Joten mitä on biopainettu? Verisuonet, luut (mukaan lukien kallo), henkitorvi, rakot, sydänventtiilit, iho ja jopa korva on luotu onnistuneesti tällä menetelmällä. Kiinassa perustettiin joukkue pienet munuaiset, jotka toimivat neljä kuukautta. Mutta tutkijat ovat asettaneet nähtävyytensä paljon korkeammalle. Jotkut tutkijat ovat alkaneet tulostaa maksakudosta, vaikka kokonaisen maksan tulostamisen arvioidaan vielä kestävän kymmenen päivää.

Ja yksi ryhmä työskentelee jopa ihmisen sydämen 3D-tulostamiseen.

Tämän päivän biopainatustekniikan reuna

Ryhmä, joka sijaitsee Louisvillen yliopistossa ja jota johtaa solubiologi Dr. Stuart Williams, sanoo, että ”bioficial” sydän olisi yhdistelmä luonnollista ja keinotekoisia materiaaleja, ja sitä todennäköisesti käytettäisiin siirtoihin sydämen vajaatoiminnasta kärsivillä ihmisillä, jotka eivät ole ehdokkaita perinteisiin keinotekoisiin sydämiin, kuten lapsille.

Hän ennustaa, että hänen tiiminsä pystyy kokoamaan koko sydämen kolmesta viiteen vuoteen ja että ihmiskokeet voisivat alkaa vuosikymmenen sisällä.

Jos ajattelet lentokoneen rakentamista, sinun tulee rakentaa yksittäiset osat ja koota sitten. Teemme täsmälleen samaa asiaa bioficial sydämellä.
-DR. Stuart Williams

Ryhmä pyrkii seitsemän päivän ikkunaan siitä hetkestä lähtien, kun lääketieteellinen ryhmä korjaa 50 CC: n rasvaa potilaalta (noin kahden golfpallon kokoinen) siihen asti, kunnes sydän tulostetaan. Vain seitsemän päivää luodaksesi täysin uuden sydämen. Teoriassa tätä sydäntä käytetään sitten korvaamaan kaikki keinotekoiset keinot, joita tällä hetkellä käytetään potilaan sydämen pitämiseen.

Tulevaisuus

Joten jos voimme tulostaa luita, verisuonia, elimiä ja ihoa, eikö olekaan järkevää, että seuraavaksi ajateltava asia on kokonaisen ihmisen tulostaminen? Se kuulostaa tieteiskirjallisuudelta, mutta kuten olemme nähneet, tieteiskirjallisuudella ja todellisuudella ei yleensä ole eroja niin paljon kuin odotamme Bioniset ihmiset: Exoskeleton-tekniikka määrittelee uudelleen rajatExoskeleton-tutkimus on ollut käynnissä yli vuosisadan, ja se on tuottanut useita elinkelpoisia prototyyppejä. Yllättävää on kuitenkin, että he keskittyvät vähemmän ihmisen supervoimaan ja enemmän kestävyyden ja elämänlaadun parantamiseen. Lue lisää joskus. Keskeytä epäuskoasi muutamalle minuutille ja aloitetaanpa kokeilu.

Ihmisen 3D-tulostaminen, jos se on mahdollista, on vielä kaukana. Maksan ja sydämen tulostaminen on yksi asia, mutta koko kehon tulostaminen on täysin toinen asia. Vaikka 50 CC: n rasvaa riittää tulostamaan suurimman osan sydämen verisuonista, ihmisessä on valtava määrä materiaalia runko, mikä tarkoittaa, että meidän ei tarvitse vain löytää tapa kasvattaa tarpeeksi materiaalia, vaan meillä oli myös vaikea aika kartoittaa se kaikki oikein.

Katso nopeasti anatomian oppikirjaa ja huomaat, että tuhansia pieniä kappaleita sopii täydellisesti oikein toimivaan ihmiskehoon.

Tietokonemallinnuksen edistyneisyydessä ei kuitenkaan ole vaikea kuvitella, että pystymme lopulta kartoittamaan koko ihmiskehon. Olemme kartoittaneet koko ihmisgenomin, olemme löytäneet tapoja käyttää lasereita skannaamaan ihmisten 3D-kuvia ja kehitämme jatkuvasti uutta lääketieteellistä tekniikkaa. Olemme jopa täysin simuloineet aivojen osia. Ja se vie meidät laajempaan aiheeseen.

Aivoihin verrattuna muu vartalo on lasten leikkiä. Keskimääräisessä ihmisen aivoissa on 100 miljardia neuronia ja 100 biljoonaa synapsia. On erittäin vaikeaa tulostaa ne monet neuronit, jotka eivät liitä niitä kaikkia oikealla tavalla. Emme väitetysti edes ymmärrä mikä tietoisuus on Ajattelukoneet: Mitä neurotiede ja tekoäly voivat opettaa meille tietoisuudenVoiko keinotekoisesti älykkäiden koneiden ja ohjelmistojen rakentaminen opettaa meille tietoisuuden toiminnasta ja itse ihmismielen luonteesta? Lue lisää .

Lääkärit ovat tulostaneet aivojen jäljennöksen auttaakseen heitä valmistautumaan leikkaukseen, ja ovat tulostaneet suuren osan neuronimallin, mutta tosiasiallisesti pääseminen tälle yksityiskohtaisuudelle on kaukana kaikesta, mitä olemme koskaan saaneet tehty.

Tietenkin, voit mahdollisesti vain korvata aivot tietokoneella, mutta joudut silti tulostamaan hermosto, mikä olisi myös haastava, etenkin kun kyse on jostakin näköhermoista, joiden on toimittava täydellisesti ollakseen minkäänlaisia käyttää.

Voiko sen tehdä?

3D-tulostus 5 uskomattomia 3D-tulostussovelluksia, jotka sinun täytyy nähdä uskovanMitä tekisit 3D-tulostimella? Jos näitä sovelluksia kehittävillä ihmisillä on jotain sanottavaa siitä, saatat olla yllättynyt. Lue lisää ihminen tapahtuu todennäköisesti kauas tulevaisuudessa, jos niin tapahtuu, paljon kauempana kuin kukaan tämän artikkelin lukija todennäköisesti näkee.

Se vaatii valtavan määrän bioteknologiaa ja jonkin verran radikaaleja muutoksia ajattelumme sekä teknologiasta että ihmiskehosta. Voidaanko se tehdä? En epäröi sanoa “ei”, koska ympärillämme on esimerkkejä asioista, joita joku kerran sanoi, ettei voinut tehdä. 3D-tulostus itsessään oli tieteiskirjallisuutta Upea aloittelijan opas 3D-tulostamiseen3D-tulostamisen piti olla uusi "teollisuuden vallankumous". Se ei ole vielä vallannut maailmaa, mutta olen täällä puhuakseni kaiken, mitä sinun on tiedettävä aloittamiseksi. Lue lisää viime aikoihin asti. Jos meillä on yksi asia, jonka tiedämme ihmiskunnasta, niin se yllättää jatkuvasti itsemme.

Mitä mieltä sinä olet? Näemmekö koskaan 3D-tulostetun ihmiskehon? Mitä käyttötarkoituksia tämä voisi käyttää? Pitäisikö meidän edes tulostaa ihmisen elimiä (kaikki eivät ajattele niin)? Jaa ajatuksesi alla!

Kuvahyvitykset: 3D tulostin Shutterstockin kautta, Virtuaali kuva ihmisen sydämestä kardiogrammin avulla, ihmisen luuranko takaa ja edestä - ihmisen luun ja lihaksen anatomian didaktinen taulu Shutterstockin kautta.