Ako môže byť niekedy 3D človek v jeden deň možný

Reklama

3D tlač je teraz zúrivosťou; ľudia sú časti tlačiarenských strojov, sochy cosplayers Váš budúci kongresový suvenír? 3D tlačená socha od vás!Na podivínskych konvenciách naskenuje Zero Point 3D do svojho systému cosplayery ako digitálne modely, ktoré potom môžu tlačiť v rôznych veľkostiach. Čítaj viac , modelové domy a dokonca protetické ruky, ktoré vyzerajú ako Iron Man's. Ale asi najzaujímavejšou vecou, ​​ktorá sa v súčasnosti tlačí, je ľudské tkanivo.

Ako to funguje? Čo je možné vytlačiť? A bude niekedy schopný vytlačiť plnú ľudskú bytosť? Pozrime sa, čo majú technológia a veda povedať.

Bioprinting

Proces tlače tkanív sa nazýva bioprinting a techniky, ktoré sú za tým, sú dosť pôsobivé.

Najskôr sa bunky odoberú od darcu a vložia sa do kultúry, ktorá im umožní množiť sa. Po vypestovaní dostatočného množstva buniek sa tieto vložia do tlačovej kazety. Potom sú položení ako akýkoľvek iný materiál použitý v 3D tlačiarni Čo je 3D tlač a ako presne to funguje?Predstavte si, že by ste mohli tlačiť trojrozmerné objekty priamo z tlačiarne v domácnosti. Keď som bol dieťa na základnej škole, myslel som si, že by bolo úžasné, keby som mohol vytlačiť pizzu ...

Čítaj viac . Štruktúra je vytvorená vrstva po vrstve, so striedajúcimi sa vrstvami buniek a štruktúrujúcim materiálom, ktorým môže byť gél na vodnej báze alebo látka na báze cukru (niekedy sa používa aj umelé lešenie na vytvorenie správneho tvaru kusu tlačený).

Po potlačení tkaniva začnú vrstvy buniek rásť spolu, uzatvoria medzery medzi nimi a vyplnia zamýšľanú štruktúru tkaniva. Keď sa bunky zlúčia a dozrievajú, je tkanivo pripravené na experimentovanie v laboratóriu alebo na transplantáciu do človeka, zvyčajne osoby, ktorá bunky darovala na prvom mieste.

Jednou z veľkých výhod bioprintingových tkanív oproti štandardnému procesu transplantácie je to, že tkanivo je tvorené bunkami z telo pacienta, čo významne znižuje pravdepodobnosť odmietnutia, stav, ktorý vyplýva z toho, že telo nerozpoznáva implantovaného tkanivo. To môže spôsobiť veľké problémy a lekárska komunita je dosť nadšená z potenciálu 3D tlače pri znižovaní výskytu odmietnutia.

Čo bolo bioprintované? Týmto spôsobom sa úspešne vytvorili krvné cievy, kosti (vrátane lebky), priedušnica, mechúre, srdcové chlopne, koža a dokonca aj ucho. Vytvoril sa tím v Číne malé obličky, ktoré pracovali štyri mesiace. Vedci však zamerali oveľa viac pozornosti. Niektorí vedci začali tlačiť tkanivo pečene, hoci sa predpokladá, že tlač celej pečene bude trvať až desať dní.

Jedna skupina dokonca pracuje na 3D tlači ľudského srdca.

Okraj dnešnej technológie bioprintingu

Tím so sídlom na University of Louisville a vedený bunkovým biológom Dr. Stuartom Williamsom hovorí, že „bioficiálne“ srdce by bolo kombináciou prírodného a umelé materiály a pravdepodobne by sa použil na transplantáciu u ľudí trpiacich zlyhaním srdca, ktorí nie sú kandidátmi na tradičné umelé srdcia, ako sú deti.

Predpovedá, že jeho tím bude schopný zhromaždiť celé srdce za tri až päť rokov a že ľudské pokusy sa môžu začať v priebehu desaťročia.

Ak uvažujete o stavbe lietadla, je potrebné zostaviť jednotlivé časti a potom zostaviť. Robíme to isté s bioficiálnym srdcom.
-DR. Stuart Williams

Tím sa zameriava na sedemdňové okno od okamihu, keď lekársky tím zhromaždí 50 CC tuku od pacienta (približne o veľkosti dvoch golfových loptičiek) až do okamihu, keď sa vytlačí srdce. Iba sedem dní na vytvorenie úplne nového srdca. Teoreticky sa toto srdce použije ako náhrada všetkých umelých prostriedkov, ktoré sa v súčasnosti používajú na udržanie srdca pacienta v chode.

Budúcnosť

Takže ak dokážeme tlačiť kosti, krvné cievy, orgány a kožu, nemá zmysel, že ďalšou vecou, ​​o ktorej by ste mali myslieť, je tlač plnej ľudskej bytosti? Znie to ako sci-fi, ale ako sme videli, sci-fi a realita sa zvyčajne nelíšia, ako očakávame Bionic Humans: Exoskeleton Technology redefinuje limityVýskum v oblasti exoskeletu prebieha už viac ako storočie, čoho výsledkom je množstvo životaschopných prototypov. Prekvapivo sa však menej zameriavajú na nadľudskú silu a viac na zlepšenie vytrvalosti a kvality života. Čítaj viac Niekedy. Pozastavte svoju nedôveru na niekoľko minút a urobme myšlienkový experiment.

3D tlač človeka, ak je to vôbec možné, je stále ďaleko. Tlač pečene a srdca je jedna vec, ale tlač celého tela je úplne iná. Aj keď 50 CC tukov stačí na vytlačenie väčšiny krvných ciev srdca, v ľudskom tele je obrovské množstvo materiálu telo, čo znamená, že musíme nielen nájsť spôsob, ako pestovať dostatok materiálu, ale musíme si tiež ťažko naplánovať všetko správne.

Prezrite si ktorúkoľvek anatomickú učebnicu a uvidíte, že existujú tisíce malých kúskov, ktoré dokonale zapadajú do správne fungujúceho ľudského tela.

Čo sa týka počítačového modelovania, nie je ťažké si predstaviť, že nakoniec dokážeme zmapovať celé ľudské telo. Mapovali sme celý ľudský genóm, našli sme spôsoby, ako používať lasery na skenovanie 3D obrazov ľudí, a neustále vyvíjame nové lekárske techniky. Dokonca sme dokonca úplne simulovali časti mozgu. A to nás privádza k väčšej otázke.

V porovnaní s mozgom je zvyšok tela detskou hrou. V priemernom ľudskom mozgu je 100 miliárd neurónov a 100 biliónov synapsií. Schopnosť tlačiť toľko neurónov, oveľa menej ich všetky spojiť správnym spôsobom, bude veľmi ťažké. Pravdepodobne tomu ani nerozumieme aké vedomie je Mysliace stroje: Čo nám môžu neurovedy a umelá inteligencia naučiť o vedomíMôže nás stavba umelo inteligentných strojov a softvéru učiť o fungovaní vedomia ao povahe samotnej ľudskej mysle? Čítaj viac .

Lekári si vytlačili repliku mozgu, aby im pomohli pripraviť sa na operáciu, a vytlačili veľký model neurónu, ale vlastne dostať sa k tejto úrovni detailov je ďaleko za hranicami všetkého, čo sme kedy mali hotový.

Mozog by ste samozrejme mohli nahradiť počítačom, ale musíte si ešte vytlačiť nervový systém, ktorý Bolo by to náročné, najmä pokiaľ ide o niečo ako očné nervy, ktoré musia fungovať dokonale, aby boli akýmkoľvek použiť.

Dá sa to urobiť?

3D tlač 5 Úžasné aplikácie pre 3D tlač, ktorú musíte vidieťČo by ste urobili s 3D tlačiarňou? Ak ľudia vyvíjajúci tieto aplikácie o tom majú čo povedať, možno vás prekvapí. Čítaj viac ľudská bytosť, ak sa to niekedy stane, sa pravdepodobne stane v budúcnosti oveľa ďaleko - oveľa ďalej, ako pravdepodobne uvidia čitatelia tohto článku.

Vyžaduje si to obrovské množstvo biotechnologického pokroku a určité radikálne zmeny v tom, ako uvažujeme o technológii a ľudskom tele. Dá sa to urobiť? Neváham povedať „nie“, pretože všade okolo nás sú príklady vecí, ktoré niekto kedysi povedal, že sa nedajú urobiť. Samotná 3D tlač bola sci-fi Príručka pre začiatočníkov v oblasti 3D tlače3D tlač mala byť nová priemyselná revolúcia. Zatiaľ to neprešlo svetom, ale som tu, aby som vám povedal všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste mohli začať. Čítaj viac až do nedávnej doby. Ak vieme o ľudskosti jednu vec, neustále sa prekvapujeme.

Co si myslis? Uvidíme niekedy ľudské telo vytlačené v 3D? Na čo by to mohlo slúžiť? Mali by sme dokonca tlačiť ľudské orgány (nie každý si to myslí)? Podeľte sa o svoje myšlienky nižšie!

Obrázkové kredity: 3D tlačiareň Cez Shutterstock Virtuálny obraz ľudského srdca s kardiogramom, kostra človeka zo zadného a predného pohľadu - didaktická tabuľa anatómie ľudskej kosti a svalovej sústavy cez Shutterstock.