Jak by mohli lidé 3D tisku někdy být možné

3D tisk je teď v pořádku; lidé jsou díly tiskových strojů, sochy cosplayerů Váš další kongresový suvenýr? 3D vytištěná socha vás! Váš další kongresový suvenýr? 3D vytištěná socha vás! Na podivínských konvencích skenuje Zero Point 3D cosplayery do svého systému jako digitální modely, které pak mohou tisknout v různých velikostech. , modelové domy a dokonce i protetické ruce, které vypadají jako Iron Man's. Ale možná nejzajímavější věc, která se v současné době tiskne, je lidská tkáň.

Jak to funguje? Co lze vytisknout? A bude někdy schopen tisknout plnou lidskou bytost? Uvidíme, co musí technologie a věda říci.

Bioprinting

Proces tisku tkáně se nazývá bioprinting a techniky za ním jsou docela působivé.

Nejprve jsou buňky odebrány od dárce a vloženy do kultury, která jim umožňuje množení. Jakmile je vypěstováno dost buněk, jsou vloženy do tiskové kazety. Poté jsou položeny jako jakýkoli jiný materiál používaný ve 3D tiskárně. Co je 3D tisk a jak přesně to funguje? Co je 3D tisk a jak přesně to funguje? Představte si, že byste mohli vytisknout trojrozměrné objekty přímo z tiskárny u vás doma. Když jsem byl dítě na základní škole, myslel jsem si, že by bylo úžasné, kdybych mohl vytisknout pizzu…. Struktura je vytvořena vrstva po vrstvě, se střídajícími se vrstvami buněk a strukturujícím materiálem, kterým může být gel na bázi vody nebo látka na bázi cukru (někdy se také používá umělé lešení, aby pomohlo vytvořit správný tvar tisknutého kusu). ).

Po potisku tkáně začnou vrstvy buněk společně růst, uzavírat mezery mezi nimi a vyplňovat zamýšlenou tkáňovou strukturu. Jakmile se buňky spojí a zrají, je tkáň připravena k experimentování v laboratoři nebo k transplantaci do člověka, obvykle osoby, která buňky darovala na prvním místě.

Jednou z velkých výhod bioprintingových tkání oproti standardnímu transplantačnímu procesu je to, že tkáň je tvořena buňkami z těla pacienta, což významně snižuje šance na odmítnutí, což je stav, který vyplývá z toho, že tělo nerozeznává implantovanou tkáň. To může způsobit velké problémy a lékařská komunita je docela nadšená potenciálem 3D tisku při snižování incidence odmítnutí.

Co je tedy bioprintováno? S touto metodou byly úspěšně vytvořeny krevní cévy, kosti (včetně lebky), průdušnice, močové měchýře, srdeční chlopně, kůže a dokonce i ucho. Tým v Číně vytvořil malé ledviny, které pracovaly čtyři měsíce. Vědci však zaměřili mnohem více. Někteří vědci začali tisknout tkáň jater, přestože se odhaduje, že tisk celé jater bude trvat až deset dní.

Jedna skupina dokonce pracuje na 3D tisku lidského srdce.

Okraj dnešní technologie bioprintingu

Tým se sídlem na University of Louisville a vedený buněčným biologem Dr. Stuartem Williamsem říká, že “bioficiální” srdce by bylo kombinací přírodních a umělých materiálů a pravděpodobně by bylo použito k transplantaci u lidí trpících srdečním selháním, kteří nejsou kandidáty na tradiční umělá srdce, jako jsou děti.

Předpovídá, že jeho tým bude schopen shromáždit celé srdce za tři až pět let a že lidské pokusy by mohly začít do deseti let.

Pokud uvažujete o sestavení letounu, uděláte to, že sestavíte jednotlivé části a poté sestavíte. Děláme totéž s bioficiálním srdcem.
-Dr. Stuart Williams

Tým usiluje o sedmidenní okno od doby, kdy lékařský tým sklidí 50 CC tuku od pacienta (asi o velikosti dvou golfových míčků) do okamžiku, kdy je vytištěno srdce. Pouze sedm dní vytvořit zcela nové srdce. Teoreticky bude toto srdce použito jako náhrada všech umělých prostředků, které se v současné době používají k udržení srdce pacienta v chodu.

Budoucnost

Pokud tedy dokážeme tisknout kosti, krevní cévy, orgány a kůži, nemá to smysl, že další věcí, o které je třeba přemýšlet, je tisk plné lidské bytosti? Zní to jako sci-fi, ale jak jsme viděli, sci-fi a realita se neliší tolik, jak očekáváme Bioničtí lidé: Exoskeletonová technologie předefinuje hranice Bioničtí lidé: Exoskeletová technologie předefinuje meze Výzkum exoskeletů již probíhá století, což vedlo k řadě životaschopných prototypů. Překvapivě se však méně zaměřují na nadlidskou sílu a více na zlepšování vytrvalosti a kvality života. někdy. Pozastavte svou nedůvěru na několik minut a pojďme provést myšlenkový experiment.

3D tisk člověka, pokud je to vůbec možné, je stále daleko. Tisk jater a srdce je jedna věc, ale tisk celého těla je úplně jiný. Zatímco 50 CC tuků stačí k tisku většiny krevních cév srdce, v lidském těle je obrovské množství materiálu, což znamená, že bychom nejen potřebovali najít způsob, jak pěstovat dostatek materiálu, ale také bychom také mít těžký čas mapování to všechno správně.

Rychle si prohlédněte jakoukoli anatomickou učebnici a uvidíte, že existují tisíce malých kousků, které dokonale zapadají do správně fungujícího lidského těla.

S tím, jak daleko počítačové modelování dospělo, však není těžké si představit, že nakonec dokážeme zmapovat celé lidské tělo. Zmapovali jsme celý lidský genom, našli jsme způsoby, jak pomocí laserů skenovat 3D obrazy lidí, a neustále vyvíjíme nové lékařské technologie. Dokonce jsme plně simulovali části mozku. A to nás přivádí k většímu problému.

Ve srovnání s mozkem je zbytek těla dětskou hrou. V průměrném lidském mozku je 100 miliard neuronů a 100 bilionů synapsí. Schopnost tisknout tolik neuronů, mnohem méně je všechny spojit správným způsobem, bude velmi obtížné. Pravděpodobně ani nepochopíme, co je vědomí Myslové stroje: Co nás mohou neurověda a umělá inteligence učit o vědomí Myslové stroje: co nás mohou neurověda a umělá inteligence učit o vědomí Můžeme stavět umělé inteligentní stroje a software a učit nás o fungování vědomí a povahu samotné lidské mysli? .

Lékaři vytiskli repliku mozku, aby jim pomohli připravit se na chirurgický zákrok, a vytiskli velký model neuronu, ale ve skutečnosti dostat se k této úrovni podrobností je daleko za čímkoli, co jsme kdy udělali.

Samozřejmě můžete potenciálně nahradit mozek počítačem, ale stále byste museli tisknout nervový systém, což by bylo také náročné, zejména pokud jde o něco jako optické nervy, které musí perfektně fungovat, aby jakékoli použití.

Může to být hotovo?

3D tisk 5 Úžasné 3D tiskové aplikace, které musíte vidět, abyste uvěřili 5 Úžasné 3D tiskové aplikace, které musíte vidět, abyste uvěřili Co byste dělali s 3D tiskárnou? Pokud mají lidé vyvíjející tyto aplikace o tom co říci, může vás to překvapit. člověk, pokud se to někdy stane, se pravděpodobně stane daleko v budoucnosti - mnohem dále, než si pravděpodobně všimnou všichni čtenáři tohoto článku.

Vyžaduje to obrovské množství biotechnologického pokroku a některé radikální posuny v tom, jak přemýšlíme o technologii i lidském těle. Lze to udělat? Váhám to říct “Ne,” protože všude kolem nás jsou příklady věcí, které někdo kdysi řekl, že se nedají udělat. Samotný 3D tisk byl sci-fi 3D tisk - Sci-Fi mýtus nebo realita? 3D tisk - Sci-Fi mýtus nebo realita? Základem sci-fi od začátku žánru je myšlenka, že si budete moci vytvořit své vlastní objekty doma, pochopitelně docela fascinující. Kdo snil o tom, že má svůj vlastní replikátor, který vytváří soubory cookie… donedávna. Pokud víme o lidstvu jednu věc, je to, že se neustále překvapujeme.

Co myslíš? Uvidíme někdy lidské tělo vytištěné ve 3D? K čemu by to mohlo sloužit? Měli bychom dokonce tisknout lidské orgány (ne každý si to myslí)? Podělte se o své myšlenky níže!

Obrazové kredity: 3D tiskárna Via Shutterstock, Virtuální obraz lidského srdce s kardiogramem, lidská kostra ze zadního a předního pohledu - didaktická deska anatomie lidské kosti a svalového systému pomocí Shutterstocku.