Dokonce i při nízkých rychlostech 3D tiskárna navržená Rohitem Bhargavou jednoduše fascinuje. Během pohybu se z ostré špičky najednou objeví pramínek tenké, lesklé hmoty podobné plastické hmotě. Za zlomek vteřiny vyjde další trubice. Poté se spojí, nakreslí se obrysy trojrozměrného tvaru - malá anatomicky přesná kopie srdce.
Rohit Bhargava a jeho 3D tiskárna
Vedoucí inovačního centra pro rakovinu University of Illinois pracuje na problému zavádění komplexních technických řešení do moderní medicíny.
"Ve zdravotnictví musí dojít k zásadním změnám," říká Bhargava. - Věnujte pozornost moderním notebookům, telefonům. Dříve byly drahé, ale postupem času se staly levnějšími, protože technologie se stávaly vyspělejšími. Pokud přeneseme inovativní vývoj do zdravotnictví, zobecníme znalosti a proměníme je v užitečná řešení, v budoucnu budeme schopni výrazně snížit náklady na zdravotní péči a zlepšit její kvalitu. ““
Tiskárna Bhargava 3D je založena na složitých matematických algoritmech. Zařízení může tisknout zkumavky až do tloušťky 10 mikronů - 1/5 tloušťky lidských vlasů.
Propagační video:
Vlákna vycházející z tiskárny Rohit se mohou k sobě vážit a vytvářet složité vzory. Buňky se na nich mohou vyvíjet, biologické tekutiny jim mohou procházet. Lymfatické nádoby, mléčné kanály a další prvky lze reprodukovat v jakémkoli množství - desítky, stovky, tisíce. To umožňuje provádět mnoho důležitých experimentů.
Vědci budou schopni injikovat nádorové buňky do každého vzorku se zaměřením na chování, rakovinové reakce v těle jednotlivého pacienta, díky použití různých terapeutických metod. Usnadní se tím analýza a porozumění rozdílům mezi nemocnými a zdravými tkáněmi.
Kyborgová technologie
Vědec z Minnesoty Michael McAlpin se také zaměřil na práci 3D tiskáren.
V průběhu výzkumu zpravidla on a jeho kolegové srdce nahrazují kardiostimulátorem, kolenní chrupavkou a titanem. Moderní technologie umožňují instalovat namísto postiženého orgánu, například játra, jeho trojrozměrnou kopii, sestávající ze stejných buněk jako originál.
Jedním z prvních úspěchů McAlpinovy laboratoře bylo ucho - v růžové skořápce chrupavky byla zakrytá spirála nanočástic stříbra. Poté se vynález stal předmětem výsměchu kvůli jeho jednoduchosti a hrubému vzhledu. Ucho však bylo schopno detekovat rádiové frekvence, které byly mimo normální rozsah lidí.
Byla to buňka stejného typu s jednoduchou elektronikou. Ve vědecké komunitě se tomu říkalo „přímý záznam“, „aditivní výroba“, protože všichni pochopili, že se nejedná o 3D tisk. Bariéra však byla svržena. Dnes jsou 3D bionické projekty všude.
Inženýrská řešení pro budoucnost
McAlpin pracuje na stroji, který dokáže zpracovávat různé typy materiálů současně, rychle kombinovat biologické látky a elektroniku.
Samozřejmě ještě nenastal čas, kdy jsou pro každého dostupné protetické uši s velmocemi. Ale není to tak daleko, díky práci týmu McAlpina. Jeho laboratoř se nezastaví u ucha. V poslední době vytvořil tým vědců bionické oko. Nyní inženýři pracují na bionické kůži a regenerované míchě.
McAlpin věří, že nyní nikdo 3D tiskárnu nepotřebuje, protože pouze tiskne objemné knickknacks na plochu. Rozšíření funkcí technologie, zavedení algoritmů, díky kterým budou zařízení pracovat s měkkými polymery, různými biologickými materiály a elektronikou.
Bezbolestné injekce
Na University of Texas v Dallasu pracuje tým vedený Jeremiahem J. Gassensmithem na zdokonalování injekčních jehel pomocí 3D technologie.
"Jehly nemají přátele," vtipy Ron Smaldon, chemik UT-Dallas a člen skupiny Gassensmith. Spolu s postgraduálními studenty Danielem Berrym a Michaelem Luzuriagou Ron pomohl vyvinout 3D microneedle patch. Připomíná kus lepicí pásky, ve které je zabudována vakcína nebo lék.
Náplast obsahuje mřížku mikroskopických jehel. Pronikají do horní vrstvy pokožky pacienta zcela bezbolestně, aby do těla dodávali potřebné léky. V současné době se výroba microneedle provádí pomocí plastových forem nebo z nerezových šablon litografií. Použití 3D technologie a biologicky rozložitelného plastu významně sníží náklady na vývoj. Mikroneedle záplaty v blízké budoucnosti mohou být vyráběny všude tam, kde je zdroj energie.
Mikroskopické plavci robotů
Hakan Ceylan, výzkumný pracovník institutu Maxe Plancka pro inteligentní systémy (Stuttgart, Německo), připravuje ambiciózní plány: chce eliminovat potřebu chirurgického zákroku. Jak? V tom mu pomohou roboti-plavci (mikrostimuléři) o velikosti klece.
"Chirurgické intervence jsou velmi traumatické." Mnoho operací je fatálních. Nebo lidé umírají na pooperační infekce, “říká Hakan Ceylan.
Mikrosimery jsou vytvářeny na 3D tiskárně pomocí dvoufotonové polymerace a dvojitého helikálního hydrogelu s magnetickými nanočásticemi. Plavací roboty jsou částečně autonomní. Jsou implantovány pomocí vnějšího magnetického záření. Jsou také schopni reagovat na určité environmentální signály nebo chemikálie, s nimiž se potýkají uvnitř těla.
Analýza mozku
Eric Wiire pracuje na University of San Diego. Zkoumá mozek: příčiny migrén, hučení v uších, závratě a další poruchy. Práce Viire zahrnuje použití technologie virtuální reality k léčbě některých z těchto podmínek.
Vědec také studuje možnosti video analýzy v diagnostice melanomu. Použití této technologie umožní vytvořit větší, kvalitnější databáze a levnější hyperspektrální senzory.
Ilja Filatov