Kako ljudi 3D ispisa mogu biti moguće jednog dana

3D ispis je sada sav bijes; ljudi ispisuju dijelove strojeva, kipove cosplayers Sljedeća suvenir Konvencije? 3D otisnut kip od vas! 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 potom ispisati u različitim veličinama. , kućama modela, pa čak i protetskim rukama 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 moraju 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 ćelija, postavljaju se u toner uložak. Zatim se polažu kao i bilo koji drugi materijal koji se koristi u 3D pisaču. Što je 3D ispis i kako tačno funkcionira? Što je 3D ispis i koliko točno funkcionira? Zamislite kada biste mogli ispisati trodimenzionalne predmete ravno s pisača u vašem domu. Kada sam bio dijete u osnovnoj školi, mislio sam da bi bilo fenomenalno ako bih mogao ispisati pice ... Struktura je građena sloj po sloj, s naizmjeničnim slojevima ćelija i strukturnim materijalom, koji može biti gel na vodenoj osnovi ili tvar na bazi šećera (ponekad se koristi i umjetna skela koja pomaže da se stvori pravi oblik komada koji se ispisuje ).

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 u čovjeka, obično osoba koja je donirala stanice prije svega.

Jedna od velikih prednosti tkiva za biootisak u odnosu na standardni postupak presađivanja jest to što se tkivo stvara stanicama iz pacijentovog tijela, čime se značajno smanjuju izgledi 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 u biografiji? Ovom su metodom uspješno stvorene krvne žile, kosti (uključujući lubanju), dušnik, mjehur, srčani zalisci, koža, pa čak i uho. Tim u Kini stvorio je male bubrege 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, rekao je da je to “bioficial” srce bi bila kombinacija prirodnih i umjetnih materijala i vjerojatno bi se koristilo za transplantaciju ljudima koji pate od zatajenja srca koji nisu kandidati za tradicionalna umjetna srca, poput djece.

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 isto radimo s biološkim 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 bilo kojeg umjetnog sredstva koje se trenutno koristi 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 Bionic Humans: Exoskeleton tehnologija redefinira granice Bionic Humans: Exoskeleton tehnologija redefinira granice Exoskeleton istraživanja su u tijeku više stoljeća što je rezultiralo nizom održivih prototipa. Iznenađujuće se ipak manje fokusiraju na super-ljudsku snagu, a više na poboljšanje izdržljivosti i kvalitete života. 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. Iako je 50 CC masnoća dovoljno za ispis većine krvnih žila srca, u ljudskom tijelu postoji ogromna količina materijala, što znači da ne bismo samo trebali pronaći način da uzgojimo dovoljno materijala, već bismo također imaju teško vrijeme da sve to pravilno preslikaju.

Brzo pogledajte bilo koji udžbenik o anatomiji 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. Kartirali smo čitav ljudski genom, pronašli smo načine korištenja 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 je teško biti ispisati da mnogo neurona, a još manje povezati ih na pravi način. Vjerojatno uopće ne razumijemo što je svijest strojeva za razmišljanje: što nas neuroznanost i umjetna inteligencija može naučiti o strojevima koji razmišljaju o svijesti: što nas neuroznanost i umjetna inteligencija mogu naučiti o svjesnosti može li nas izgraditi umjetno inteligentni strojevi i softver naučiti kako raditi svijest , i prirodu samog ljudskog uma? .

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

Naravno, mozak biste mogli jednostavno zamijeniti mobitelom računarom, ali ipak biste morali ispisati živčani sustav, što bi također bilo izazovno, pogotovo kada je riječ o nečemu poput optičkih živaca, koji trebaju savršeno funkcionirati kako bi bili bilo kakva upotreba.

Može li se to učiniti?

3D ispis 5 Iznenađujuće aplikacije za 3D ispis. Morate vidjeti da biste vjerovali 5 nevjerojatnih aplikacija za 3D ispis. Da biste vjerovali, što biste učinili s 3D pisačem? Ako ljudi koji razvijaju ove aplikacije imaju što reći o tome, mogli biste se iznenaditi. ljudsko biće, ako se to ikada dogodi, vjerojatno će se dogoditi daleko u budućnosti - mnogo dalje nego što će vjerojatno čitati ovaj članak.

Bit će joj potreban ogroman biotehnološki napredak i radikalni zaokret u razmišljanju kako o tehnologiji, tako i o ljudskom tijelu. Može li se to učiniti? Ustručavam se 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 3D ispis - Sci-Fi mit ili stvarnost? 3D ispis - Sci-Fi mit ili stvarnost? Osnova znanstvene fantastike od početka žanra, ideja da budete u mogućnosti stvarati vlastite predmete kod kuće, razumljivo je prilično fascinantna. Tko do nedavno nije sanjao o svom replikatoru koji pravi kolačiće ... Ako postoji jedna stvar koju znamo o čovječanstvu, to je da stalno iznenađujemo sebe.

Što misliš? Hoćemo li ikada 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!

Slikovni prilozi: 3D printer Via Shutterstock, Virtualna slika ljudskog srca s kardiogramom, ljudski kostur sa stražnjeg i stražnjeg dijela - didaktička ploča anatomije ljudskog kostiju i mišićnog sustava putem Shutterstock.