Πώς μπορεί να είναι δυνατή η εκτύπωση τρισδιάστατων ανθρώπων κάποια μέρα

Διαφήμιση

Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι όλη η οργή αυτή τη στιγμή. οι άνθρωποι εκτυπώνουν μέρη μηχανών, αγάλματα cosplayers Το Επόμενο Σουβενίρ Συνέλευσης; Ένα τρισδιάστατο τυπωμένο άγαλμα εσάς!Σε συμβάσεις geeky, το Zero Point 3D σαρώνει cosplayers στο σύστημά τους ως ψηφιακά μοντέλα που μπορούν στη συνέχεια να εκτυπώσουν σε διάφορα μεγέθη. Διαβάστε περισσότερα , μοντέλα σπιτιών και ακόμη προσθετικά χέρια που μοιάζουν με Iron Man's. Αλλά ίσως το πιο ενδιαφέρον πράγμα που εκτυπώνεται αυτή τη στιγμή είναι ο ανθρώπινος ιστός.

Πώς λειτουργεί; Τι μπορεί να εκτυπωθεί; Και θα μπορέσετε ποτέ να εκτυπώσετε έναν πλήρη άνθρωπο; Ας δούμε τι έχουν να πουν η τεχνολογία και η επιστήμη.

Βιοτυπία

Η διαδικασία εκτύπωσης ιστού ονομάζεται βιολογική εκτύπωση και οι τεχνικές πίσω από αυτό είναι αρκετά εντυπωσιακές.

Πρώτον, τα κύτταρα λαμβάνονται από έναν δότη και εισάγονται σε μια καλλιέργεια που τους επιτρέπει να πολλαπλασιάζονται. Μόλις αναπτυχθούν αρκετά κελιά, φορτώνονται σε κασέτα εκτυπωτή. Τότε, είναι σαν

οποιοδήποτε άλλο υλικό που χρησιμοποιείται σε εκτυπωτή 3D Τι είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση και πόσο ακριβώς λειτουργεί;Φανταστείτε εάν θα μπορούσατε να εκτυπώσετε τρισδιάστατα αντικείμενα απευθείας από έναν εκτυπωτή στο σπίτι σας. Όταν ήμουν παιδί στο δημοτικό σχολείο, νόμιζα ότι θα ήταν φοβερό αν μπορούσα να εκτυπώσω πίτσες ... Διαβάστε περισσότερα . Η δομή είναι χτισμένη στρώμα προς στρώση, με εναλλασσόμενα στρώματα κυψελών και δομικό υλικό, το οποίο μπορεί να είναι ένα τζελ με βάση το νερό ή μια ουσία με βάση τη ζάχαρη (μερικές φορές τεχνητή ικριώματα χρησιμοποιείται επίσης για να βοηθήσει στη δημιουργία του σωστού σχήματος του κομματιού έντυπος).

Μετά την εκτύπωση του ιστού, τα στρώματα των κυττάρων αρχίζουν να αναπτύσσονται μαζί, κλείνοντας τα κενά μεταξύ τους και γεμίζοντας την επιδιωκόμενη δομή ιστού. Μόλις τα κύτταρα συγχωνευθούν και ωριμάσουν, ο ιστός είναι έτοιμος για πειραματισμό στο εργαστήριο ή μεταμοσχεύεται σε άνθρωπο, συνήθως το άτομο που δωρίζει τα κύτταρα στην πρώτη θέση.

Ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα των ιστών βιολογικής εκτύπωσης έναντι της τυπικής διαδικασίας μεταμόσχευσης είναι ότι ο ιστός δημιουργείται με κύτταρα από το σώμα του ασθενούς, μειώνοντας σημαντικά τις πιθανότητες απόρριψης, μια κατάσταση που προκύπτει από το σώμα που δεν αναγνωρίζει το εμφυτευμένο ιστός. Αυτό μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα και η ιατρική κοινότητα είναι πολύ ενθουσιασμένη για τη δυνατότητα τρισδιάστατης εκτύπωσης στη μείωση της συχνότητας απόρριψης.

Τι είναι λοιπόν το βιογραφικό; Με αυτήν τη μέθοδο έχουν δημιουργηθεί επιτυχώς αιμοφόρα αγγεία, οστά (συμπεριλαμβανομένου ενός κρανίου), τραχεία, κύστεις, καρδιακές βαλβίδες, δέρμα, ακόμη και ένα αυτί. Δημιουργήθηκε μια ομάδα στην Κίνα μικρά νεφρά που λειτουργούσαν για τέσσερις μήνες. Αλλά οι επιστήμονες έχουν θέσει τα βλέμματά τους πολύ υψηλότερα. Ορισμένοι ερευνητές έχουν ξεκινήσει την εκτύπωση ιστού ήπατος, αν και η εκτύπωση ολόκληρου του ήπατος εκτιμάται ότι διαρκεί έως και δέκα ημέρες.

Και μια ομάδα εργάζεται ακόμη και στην τρισδιάστατη εκτύπωση μιας ανθρώπινης καρδιάς.

Η τεχνολογία αιχμής της βιογραφικής εκτύπωσης

Η ομάδα, που εδρεύει στο Πανεπιστήμιο του Λούισβιλ και με επικεφαλής τον βιολόγο κυττάρων Dr. Stuart Williams, λέει ότι η «βιοφυσική» καρδιά θα ήταν ένας συνδυασμός φυσικών και τεχνητά υλικά και πιθανότατα θα χρησιμοποιηθούν για μεταμόσχευση σε άτομα που πάσχουν από καρδιακή ανεπάρκεια που δεν είναι υποψήφιοι για παραδοσιακές τεχνητές καρδιές, όπως παιδιά.

Προβλέπει ότι η ομάδα του θα είναι σε θέση να συγκεντρώσει μια ολόκληρη καρδιά σε τρία έως πέντε χρόνια και ότι οι ανθρώπινες δοκιμές θα μπορούσαν να ξεκινήσουν μέσα στη δεκαετία.

Εάν σκέφτεστε να κατασκευάσετε ένα αεροπλάνο, αυτό που κάνετε είναι να δημιουργήσετε μεμονωμένα μέρη και στη συνέχεια να συναρμολογήσετε. Κάνουμε το ίδιο ακριβώς πράγμα με τη βιοφυσική καρδιά.
—Δρ. Στιούαρτ Γουίλιαμς

Η ομάδα στοχεύει σε ένα παράθυρο επτά ημερών από τη στιγμή που η ιατρική ομάδα συλλέγει 50 CC λίπους από έναν ασθενή (περίπου το μέγεθος των δύο μπάλες του γκολφ) μέχρι τη στιγμή που η καρδιά εκτυπώνεται. Μόλις επτά ημέρες για να δημιουργήσετε μια εντελώς νέα καρδιά. Θεωρητικά, αυτή η καρδιά θα χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια για να αντικαταστήσει οποιαδήποτε τεχνητά μέσα που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για να διατηρήσει την καρδιά του ασθενούς.

Το μέλλον

Αν λοιπόν μπορούμε να εκτυπώσουμε οστά, αιμοφόρα αγγεία, όργανα και δέρμα, δεν έχει νόημα ότι το επόμενο πράγμα που πρέπει να σκεφτούμε είναι η εκτύπωση ενός πλήρους ανθρώπου; Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά, όπως έχουμε δει, η επιστημονική φαντασία και η πραγματικότητα τείνουν να μην διαφέρουν όσο αναμένουμε Bionic Human: Η τεχνολογία Exoskeleton επαναπροσδιορίζει τα όριαΗ έρευνα του Exoskeleton βρίσκεται σε εξέλιξη για πάνω από έναν αιώνα, με αποτέλεσμα έναν αριθμό βιώσιμων πρωτοτύπων. Παραδόξως, ωστόσο, εστιάζουν λιγότερο στη σούπερ ανθρώπινη δύναμη και περισσότερο στη βελτίωση της αντοχής και της ποιότητας ζωής. Διαβάστε περισσότερα ωρες ωρες. Σταματήστε τη δυσπιστία σας για λίγα λεπτά και ας κάνουμε ένα σκεπτικό πείραμα.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση ενός ανθρώπου, αν είναι δυνατόν, είναι ακόμα πολύ μακριά. Η εκτύπωση ενός ήπατος και μιας καρδιάς είναι ένα πράγμα, αλλά η εκτύπωση ολόκληρου του σώματος είναι εντελώς διαφορετική. Ενώ 50 CC λίπους αρκούν για να εκτυπώσουν τα περισσότερα αιμοφόρα αγγεία της καρδιάς, υπάρχει τεράστια ποσότητα υλικού στον άνθρωπο σώμα, που σημαίνει ότι δεν θα χρειαζόμαστε μόνο να βρούμε έναν τρόπο να μεγαλώσουμε αρκετό υλικό, αλλά θα έπρεπε επίσης να δυσκολευτούμε να τα χαρτογραφήσουμε όλα σωστά.

Ρίξτε μια γρήγορη ματιά σε οποιοδήποτε βιβλίο ανατομίας και θα δείτε ότι υπάρχουν χιλιάδες μικροσκοπικά κομμάτια που ταιριάζουν απόλυτα στο σωστά λειτουργικό ανθρώπινο σώμα.

Ωστόσο, με το πόσο μακριά έχει γίνει η μοντελοποίηση υπολογιστών, δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι θα μπορέσουμε τελικά να χαρτογραφήσουμε ολόκληρο το ανθρώπινο σώμα. Έχουμε χαρτογραφήσει ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα, βρήκαμε τρόπους χρήσης λέιζερ για τη σάρωση τρισδιάστατων εικόνων ανθρώπων και αναπτύσσουμε συνεχώς νέα ιατρική τεχνολογία. Έχουμε ακόμη εξομοιώσει πλήρως μέρη του εγκεφάλου. Και αυτό μας φέρνει στο μεγαλύτερο ζήτημα.

Σε σύγκριση με τον εγκέφαλο, το υπόλοιπο σώμα είναι παιχνίδι του παιδιού. Υπάρχουν 100 δισεκατομμύρια νευρώνες και 100 τρισεκατομμύρια συνάψεις, σε έναν μέσο ανθρώπινο εγκέφαλο. Το να μπορέσετε να εκτυπώσετε ότι πολλοί νευρώνες, πολύ λιγότερο τα συνδέουν όλα με τον σωστό τρόπο, θα είναι εξαιρετικά δύσκολο. Αναμφισβήτητα δεν καταλαβαίνουμε καν τι είναι η συνείδηση Μηχανές σκέψης: Τι μπορεί να μας διδάξει η Νευροεπιστήμη και η Τεχνητή Νοημοσύνη για τη ΣυνείδησηΜπορεί η κατασκευή τεχνητά ευφυών μηχανών και λογισμικού να μας διδάξει για τη λειτουργία της συνείδησης και τη φύση του ίδιου του ανθρώπινου νου; Διαβάστε περισσότερα .

Οι γιατροί έχουν εκτυπώσει ένα αντίγραφο ενός εγκεφάλου για να τους βοηθήσουν να προετοιμαστούν για χειρουργική επέμβαση και έχουν εκτυπώσει ένα μεγάλο μοντέλο νευρώνα, αλλά στην πραγματικότητα το να φτάνουμε σε αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας είναι πολύ πέρα ​​από οτιδήποτε έχουμε ποτέ Ολοκληρώθηκε.

Φυσικά, θα μπορούσατε να αντικαταστήσετε τον εγκέφαλο με έναν υπολογιστή, αλλά θα πρέπει να εκτυπώσετε το νευρικό σύστημα, το οποίο θα ήταν επίσης δύσκολο, ειδικά όταν πρόκειται για κάτι σαν οπτικά νεύρα, τα οποία πρέπει να λειτουργούν τέλεια για να είναι οποιουδήποτε χρήση.

Μπορεί να γίνει;

3D εκτύπωση 5 εκπληκτικές εφαρμογές εκτύπωσης 3D που πρέπει να δείτε για να πιστέψετεΤι θα κάνατε με έναν εκτυπωτή 3D; Εάν τα άτομα που αναπτύσσουν αυτές τις εφαρμογές έχουν κάτι να πουν για αυτό, ίσως να εκπλαγείτε. Διαβάστε περισσότερα ένας άνθρωπος, αν πρόκειται να συμβεί ποτέ, πιθανότατα θα συμβεί πολύ στο μέλλον - πολύ πιο μακριά από ό, τι είναι πιθανό να δουν οι αναγνώστες αυτού του άρθρου.

Θα απαιτήσει τεράστια ποσότητα βιοτεχνολογικής προόδου και κάποιες ριζικές αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε τόσο την τεχνολογία όσο και το ανθρώπινο σώμα. Μπορεί να γίνει; Διστάζω να πω "όχι", επειδή υπάρχουν παραδείγματα γύρω μας για πράγματα που κάποιος είπε κάποτε δεν μπορούσε να γίνει. Η τρισδιάστατη εκτύπωση ήταν επιστημονική φαντασία Οδηγός Ultimate Beginner για εκτύπωση 3DΗ τρισδιάστατη εκτύπωση έπρεπε να είναι η νέα «Βιομηχανική Επανάσταση». Δεν έχει καταλάβει ακόμα τον κόσμο, αλλά είμαι εδώ για να σας μιλήσω για όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για να ξεκινήσετε. Διαβάστε περισσότερα μέχρι πρόσφατα. Αν υπάρχει ένα πράγμα που γνωρίζουμε για την ανθρωπότητα, είναι ότι συνεχώς εκπλήσσουμε τον εαυτό μας.

Τι νομίζετε; Θα δούμε ποτέ ένα τρισδιάστατο ανθρώπινο σώμα; Ποιες χρήσεις μπορεί να εξυπηρετήσει αυτό; Πρέπει ακόμη και να εκτυπώνουμε ανθρώπινα όργανα (δεν το πιστεύουν όλοι)? Μοιραστείτε τις σκέψεις σας παρακάτω!

Πιστώσεις εικόνας: Τρισδιάστατος εκτυπωτής Μέσω του Shutterstock, Εικονική εικόνα της ανθρώπινης καρδιάς με καρδιογράφημα, ανθρώπινος σκελετός από την οπίσθια και την πρόσθια όψη - διδακτικό χαρτόνι ανατομίας ανθρώπινου οστού και μυϊκού συστήματος μέσω του Shutterstock.