Протезы, органы, дома и сочные стейки: трехмерная печать уже много лет обещает настоящие чудеса. Многие разработки звучат как научная фантастика, но они реальны.
В 1980-х годах автомобильная промышленность впервые открыла для себя технологию 3-D печати, чтобы производить максимально эффективные прототипы. «Аддитивное производство» - это название процесса, в котором продукт не разливают, не режут и не измельчают, а наносят слой за слоем, как глазурь на торт. Так требуется меньше материала и образуется меньше отходов. И это в лучшем случае экономит средства.
Только то, что вышло из первых 3-D принтеров того времени, было практически непригодным для использования. Благодаря цифровому прогрессу ситуация изменилась. Сегодня любые предметы можно воспроизвести в цифровом виде, и трехмерный принтер распечатает их с большой точностью. Эти свойства вызвали эйфорию среди инженеров, некоторые даже сравнили трехмерную печать с изобретением паровой машины.
Около десяти лет назад ученые говорили о новой, третьей промышленной революции, в которой каждый человек является своим продюсером. Согласно журналистским текстам и специализированным публикациям, каждую недостающую деталь скоро можно будет легко и доступно распечатать дома. Независимо от того, о каких материалах идёт речь (пластик, металл, керамика или даже биологические ткани).
Некоторые люди позволили себе заразиться энтузиазмом и основали производство, чтобы делиться своими 3D-принтерами с другими. Видение печатного мира сопровождалось идеей свободно доступных технологий. Как открытый исходный код, трехмерная печать должна быть доступна всем и использоваться дома.
Фактически, сегодня есть множество вещей которые можно легко получить из трехмерного принтера: например, фигурки на свадебные торты или пластиковые зубные щетки, изготовленные литьем под давлением. Но действительно ли эта технология сделала то, что обещала? На каком этапе находится 3-D печать?
Open Prosthetics Project: протезы по доступным ценам
Трехмерная печать уже может серьезно помочь в дешевом и точном производстве протезов для людей, у которых отсутствуют конечности. Спортивный протез должен быть не только очень прочным и эластичным, но и очень легким. До сих пор выполнение этих требований всегда занимало очень много часов трудоемкой ручной работы.
У любого, кто теряет руку или ногу, есть проблема не только в том, что у него отсутствует конечность. Хорошие протезы очень и очень дорогие. Специальный протез ноги может стоить около 20 000 евро, в зависимости от того, для чего он нужен. Вот почему Кунихольм запустил интернет-платформу: Open Prosthetics Project . В этой социальной сети пользователи и разработчики протезов могут обмениваться идеями, делиться планами и совместно разрабатывать протезы рук и ног в соответствии со своими потребностями. Между прочим, такой протез может выглядеть довольно круто: колумбийская неправительственная организация Fabrilab строит его в стиле супергероев для детей. (Иногда изготавливают протезы бесплатно.)
3-D зубы: новые челюсти из принтера
Аддитивное производство используется в стоматологии более двух десятилетий. Процедура уже может предложить качественные и недорогие протезы. Таким образом, можно добавлять металл в каркасы для коронок, мостовидных протезов и оснований протезов. Для этого челюсть пациента сначала фотографируется с помощью специальной камеры, чтобы на компьютере можно было создать максимально точную модель.
Зубной протез планируется на компьютере, а затем преобразуется в файл для печати. Если в стоматологической практике есть соответствующий 3-D принтер, коронку можно изготовить прямо на месте; обойдясь без посещения зубного техника и временных коронок.
Органы из принтера: сердце всего за четыре часа
Когда в 2000 году врач Энтони Атала изготовил первую почку на трехмерном принтере, это вызвало большое вдохновение в медицине. И сейчас проводятся исследования напечатанных органов.
Биотехнолог Таль Двир в апреле 2019 года в Израиле напечатал настоящее сердце размером с вишню. Исследователи извлекают стволовые клетки из жировой ткани человека, которые являются основой для всех других типов клеток. Из стволовых клеток выращиваются клетки сердечной мышцы.
Перед печатью клетки смешиваются с гидрогелями, которые попадают в принтер в виде так называемых биочернил. Клетки напечатанного сердца теперь могут двигаться и сокращаться. Но сердце еще предстоит научить синхронной пульсации.
Главная привлекательность процедуры в том, что можно исключить защитную реакцию организма (отторжение тканей), поскольку сердце состоит из стволовых клеток того же организма. Чтобы напечатать работающее сердце правильного размера, исследователям понадобятся миллиарды клеток сердечной мышцы. Ни один трехмерный принтер еще не сможет этого сделать. Но техническая база для воссоздания сложных клеточных структур в принципе имеется.
Не забываем про лайк!