Čak i pri malim brzinama, 3D printer dizajniran od Rohita Bhargave jednostavno je očaravajuć. Tijekom kretanja, od oštrog vrha odjednom se pojavljuje gipka tanka sjajna masa slična plastičnoj. U djeliću sekunde izlazi još jedna cijev. Zatim se pridružuju, crtaju se obrisi trodimenzionalnog oblika - sitna anatomski točna kopija srca.
Rohit Bhargava i njegov 3D printer
Šefica Inovacijskog centra za rak na Sveučilištu Illinois radi na problemu uvođenja složenih tehničkih rješenja u modernu medicinu.
"Mora doći do temeljnih promjena u zdravstvu", kaže Bhargava. - Obratite pažnju na moderna prijenosna računala, telefone. Prije su bili skupi, ali s vremenom su postali jeftiniji, jer su tehnologije postale naprednije. Ako inovativni razvoj prenesemo u zdravstveni sektor, generaliziramo znanje i pretvorimo ih u korisna rješenja, u budućnosti ćemo moći značajno smanjiti troškove medicinske skrbi i poboljšati njezinu kvalitetu."
Bhargava 3D pisač temelji se na složenim matematičkim algoritmima. Uređaj može ispisati cijevi debljine do 10 mikrona - 1/5 debljine ljudske dlake.
Promotivni video:
Vlakna koja izlaze iz Rohitovog pisača mogu se povezati jedna s drugom i stvoriti složene dizajne. Na njima se stanice mogu razviti, biološka tekućina može proći kroz njih. Limfne žile, mliječni kanali i drugi elementi mogu se reproducirati u bilo kojoj količini - desecima, stotinama, tisućama. To omogućava provedbu mnogih važnih eksperimenata.
Istraživači će moći ubrizgati tumorske stanice u svaki uzorak, usredotočujući se na ponašanje, reakcije raka u tijelu pojedinog pacijenta, zahvaljujući korištenju različitih terapijskih metoda. To će olakšati analizu i razumijevanje razlika između oboljelog i zdravog tkiva.
Cyborg tehnologija
Znanstvenik iz Minnesote Michael McAlpin također se usredotočio na rad 3D pisača.
U pravilu, tijekom istraživanja, on i njegove kolege srce zamjenjuju pejsmejkerom, hrskavicu koljena s titanom. Suvremene tehnologije omogućuju postavljanje umjesto zahvaćenog organa, na primjer, jetru, trodimenzionalnu kopiju koja se sastoji od istih stanica kao i izvornik.
Jedno od prvih postignuća McAlpinove laboratorije bilo je uho - spirala srebrnih nanočestica bila je ugrađena u ružičastu ljusku hrskavice. Tada je izum postao predmet ismijavanja zbog svoje jednostavnosti i grubog izgleda. Ipak, uho je moglo detektirati radio frekvencije koje su izvan normalnog raspona ljudi.
Bila je to stanica iste vrste s jednostavnom elektronikom. U znanstvenoj zajednici to se naziva "izravnim snimanjem", "proizvodnjom aditiva", jer su svi shvatili da to još nije 3D ispis. Međutim, barijera je srušena. Danas su 3D bionikački projekti svugdje.
Inženjerska rješenja za budućnost
McAlpin radi na stroju koji istovremeno može obraditi različite vrste materijala, brzo kombinirati biološke tvari i elektroniku.
Naravno, još nije došlo vrijeme kada su protetičke uši s supermoćima dostupne svima. Ali nije tako daleko, zahvaljujući radu McAlpinovog tima. Njegov se laboratorij ne zaustavlja na uhu. Nedavno je znanstveni tim stvorio bioničko oko. Sada inženjeri rade na bioničnoj koži i regeneraciji leđne moždine.
McAlpin vjeruje da sada nikom ne treba 3D pisač jer na radnu površinu ispisuje glomazne sitnice. Proširenje tehnoloških funkcija, uvođenje algoritama zahvaljujući kojima će uređaji raditi s mekim polimerima, raznim biološkim materijalima i elektronikom.
Injekcije bez boli
Na Sveučilištu u Teksasu u Dallasu, tim koji predvodi Jeremiah J. Gassensmith radi na poboljšanju injekcijskih igala pomoću 3D tehnologije.
"Igle nemaju prijatelje", šali se Ron Smaldon, kemičar UT-Dallasa i član Gassensmith grupe. Zajedno sa studentima poslijediplomskog studija Danielom Berryjem i Michaelom Luzuriagom, Ron je pomogao razviti zakrpu za 3D mikroneedle. Ona nalikuje komadu trake za cijev u koji se ulijeva cjepivo ili lijek.
Flaster sadrži rešetku mikroskopskih igala. Oni bezbolno probijaju gornji sloj pacijentove kože kako bi mogli isporučiti potrebne lijekove tijelu. Trenutačno se proizvodnja mikrovodika vrši pomoću plastičnih kalupa ili iz nehrđajućeg čelika pomoću litografije. Korištenje 3D tehnologije i biorazgradive plastike značajno će smanjiti troškove razvoja. Microneedle zakrpe u skoroj budućnosti mogu se proizvesti gdje god postoji izvor energije.
Plivači mikroskopskog robota
Hakan Ceylan, istraživač Instituta Max Planck za inteligentne sustave (Stuttgart, Njemačka), pravi ambiciozne planove: želi eliminirati potrebu za operacijom. Kako? Roboti-plivači (mikrosimeri) veličine kaveza pomoći će mu u tome.
"Kirurški zahvati su vrlo traumatični. Mnoge operacije su kobne. Ili ljudi umiru od postoperativnih infekcija ", kaže Hakan Ceylan.
Mikrosimeri su stvoreni na 3D pisaču pomoću dvofotonske polimerizacije i dvostrukog spiralnog hidrogela s magnetskim nanočesticama. Plivajući roboti su poluautonomni. Implantiraju se pomoću vanjskog magnetskog zračenja. Oni su također sposobni reagirati na određene signale iz okoliša ili kemikalije na koje nailaze u tijelu.
Analiza mozga
Eric Wiire radi na Sveučilištu San Diego. Ispituje mozak: uzroke migrena, zujanja u ušima, vrtoglavice i drugih poremećaja. Viireov rad uključuje korištenje tehnologije virtualne stvarnosti za liječenje nekih od ovih stanja.
Znanstvenik također proučava mogućnosti video analize u dijagnozi melanoma. Upotreba ove tehnologije omogućit će stvaranje većih, kvalitetnijih baza podataka i jeftinijih hiperspektralnih senzora.
Ilya Filatov