كيف يمكن أن تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد ممكنة في يوم ما

الإعلانات

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي كل الغضب الآن ؛ الناس يطبعون أجزاء آلة ، تماثيل cosplayers تذكار الاتفاقية القادمة الخاصة بك؟ تمثال مطبوع ثلاثي الأبعاد لك!في اصطلاحات العبقري غريب الأطوار ، يقوم Zero Point 3D بمسح الكوسبليير في نظامهم كنماذج رقمية يمكنهم بعد ذلك طباعتها بأحجام متنوعة. اقرأ أكثر والمنازل النموذجية وحتى يد اصطناعية تشبه أيادي الرجل الحديدي. ولكن ربما الشيء الأكثر إثارة للاهتمام الذي تتم طباعته حاليًا هو الأنسجة البشرية.

كيف يعمل؟ ما يمكن طباعته؟ وهل ستكون قادرة على طباعة إنسان كامل؟ دعونا نرى ما تقوله التكنولوجيا والعلوم.

طباعة حيوية

تسمى عملية طباعة الأنسجة طباعة حيوية ، والتقنيات التي تقف وراءها مثيرة للإعجاب تمامًا.

أولاً ، يتم أخذ الخلايا من متبرع وإدخالها في ثقافة تسمح لها بالتكاثر. بمجرد نمو خلايا كافية ، يتم تحميلها في خرطوشة طابعة. ثم ، يتم وضعهم مثل أي مواد أخرى مستخدمة في طابعة ثلاثية الأبعاد ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد وكيف تعمل؟تخيل ما إذا كان بإمكانك طباعة كائنات ثلاثية الأبعاد مباشرة من طابعة في منزلك. عندما كنت طفلاً في المدرسة الابتدائية ، اعتقدت أنه سيكون من الرائع إذا استطعت طباعة البيتزا ... اقرأ أكثر

. يتكون الهيكل من طبقة بطبقة ، مع طبقات متناوبة من الخلايا ومواد هيكلية ، والتي يمكن أن تكون جل مائي أو مادة سكرية (في بعض الأحيان يتم استخدام السقالات الاصطناعية للمساعدة في إنشاء الشكل المناسب للقطعة طبع).

بعد طباعة النسيج ، تبدأ طبقات الخلايا في النمو معًا ، وتغلق الفجوات بينها وتملأ بنية الأنسجة المقصودة. بمجرد انصهار الخلايا معًا ونضجها ، تصبح الأنسجة جاهزة للتجريب في المختبر أو زرعها في إنسان ، وعادة ما يكون الشخص الذي تبرع بالخلايا في المقام الأول.

واحدة من المزايا الكبيرة لأنسجة الطباعة الحيوية على عملية الزرع القياسية هي أن الأنسجة يتم إنشاؤها باستخدام خلايا من جسم المريض ، مما يقلل بشكل كبير من فرص الرفض ، وهي حالة تنتج عن عدم إدراك الجسم للغرسة نسيج. يمكن أن يسبب هذا مشاكل كبيرة ، كما أن المجتمع الطبي متحمس جدًا لإمكانية الطباعة ثلاثية الأبعاد في الحد من حالات الرفض.

إذن ما الذي تم طبعه بيولوجياً؟ تم إنشاء الأوعية الدموية والعظام (بما في ذلك الجمجمة) والقصبة الهوائية والمثانة وصمامات القلب والجلد وحتى الأذن بنجاح باستخدام هذه الطريقة. تم إنشاء فريق في الصين الكلى الصغيرة التي عملت لمدة أربعة أشهر. لكن العلماء وضعوا أنظارهم أعلى بكثير. بدأ بعض الباحثين في طباعة أنسجة الكبد ، على الرغم من أن طباعة كبد كامل لا يزال من المقدر أن يستغرق ما يصل إلى عشرة أيام.

وتعمل مجموعة واحدة أيضًا على الطباعة ثلاثية الأبعاد لقلب بشري.

حافة تكنولوجيا Bioprinting اليوم

يقول الفريق ، ومقره في جامعة لويزفيل بقيادة عالم الأحياء الخلوي الدكتور ستيوارت ويليامز ، أن القلب "الحيوي" سيكون مزيجًا من مواد اصطناعية ، ومن المرجح أن تستخدم لزرع في الأشخاص الذين يعانون من قصور القلب والذين ليسوا مرشحين للقلوب الاصطناعية التقليدية ، مثل الأطفال.

ويتوقع أن يتمكن فريقه من تجميع قلب كامل في غضون ثلاث إلى خمس سنوات ، وأن المحاكمات البشرية يمكن أن تبدأ في غضون العقد.

إذا كنت تفكر في بناء طائرة ، فإن ما تفعله هو بناء أجزاء فردية ثم تجميعها. نحن نفعل الشيء نفسه بالضبط مع القلب الحيوي.
-دكتور. ستيوارت ويليامز

يهدف الفريق إلى فترة سبعة أيام من الوقت الذي يقوم فيه الفريق الطبي بحصد 50 CCs من الدهون من مريض (بحجم كرة الجولف تقريبًا) إلى وقت طباعة القلب. فقط سبعة أيام لخلق قلب جديد تمامًا. نظريًا ، سيتم استخدام هذا القلب لاستبدال أي وسيلة اصطناعية يتم استخدامها حاليًا للحفاظ على قلب المريض.

المستقبل

لذا إذا استطعنا طباعة العظام والأوعية الدموية والأعضاء والجلد ، ألا يعقل أن الشيء التالي الذي يجب التفكير فيه هو طباعة إنسان كامل؟ يبدو وكأنه خيال علمي ، لكن كما رأينا ، لا يختلف الخيال العلمي والواقع بقدر ما نتوقع Bionic Humans: تكنولوجيا الهيكل الخارجي تعيد تعريف الحدودأبحاث Exoskeleton جارية منذ أكثر من قرن ، مما أدى إلى عدد من النماذج الأولية القابلة للحياة. والمثير للدهشة ، على الرغم من ذلك ، أنها تركز بشكل أقل على قوة الإنسان الفائقة وأكثر على تحسين القدرة على التحمل وجودة الحياة. اقرأ أكثر بعض الأحيان. قم بتعليق عدم تصديقك لبضع دقائق ودعنا نقوم بتجربة فكرية.

الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنسان ، إن أمكن ، لا تزال بعيدة. طباعة الكبد والقلب شيء ، ولكن طباعة الجسم بالكامل شيء آخر تمامًا. في حين أن 50 CC من الدهون كافية لطباعة معظم الأوعية الدموية في القلب ، فهناك كمية كبيرة من المواد في الإنسان الجسم ، مما يعني أننا لسنا بحاجة فقط لإيجاد طريقة لزراعة ما يكفي من المواد ، ولكن سيكون لدينا أيضًا وقت صعب لرسم كل ذلك بشكل صحيح.

ألق نظرة سريعة على أي كتاب تشريح وسترى أن هناك الآلاف من القطع الصغيرة التي تتناسب معًا بشكل مثالي في جسم الإنسان الذي يعمل بشكل صحيح.

مع المدى الذي وصلت إليه نمذجة الكمبيوتر ، ليس من الصعب أن نتخيل أننا سنتمكن في النهاية من رسم خريطة جسم الإنسان بالكامل. لقد قمنا برسم خريطة الجينوم البشري بالكامل ، ووجدنا طرقًا لاستخدام أشعة الليزر لمسح الصور ثلاثية الأبعاد للأشخاص ، ونطور تقنيات طبية جديدة طوال الوقت. لقد قمنا بمحاكاة أجزاء من الدماغ بالكامل. وهذا يقودنا إلى القضية الأكبر.

بالمقارنة مع الدماغ ، فإن بقية الجسم هي لعب الأطفال. هناك 100 مليار خلية عصبية ، و 100 تريليون مشابك في الدماغ البشري العادي. إن القدرة على طباعة أن العديد من الخلايا العصبية ، ناهيك عن ربطها جميعًا بالطريقة الصحيحة ، ستكون صعبة للغاية. يمكن القول أننا لا نفهم ما هو الوعي آلات التفكير: ما يمكن أن يعلمنا إياه علم الأعصاب والذكاء الاصطناعي عن الوعيهل يمكن لبناء آلات وبرامج ذكية بشكل مصطنع أن يعلمنا كيفية عمل الوعي ، وطبيعة العقل البشري نفسه؟ اقرأ أكثر .

قام الأطباء بطباعة نسخة طبق الأصل من الدماغ لمساعدتهم على الاستعداد لعملية جراحية ، وطبعوا نسخة كبيرة نموذج للخلايا العصبية ، ولكن في الواقع الوصول إلى هذا المستوى من التفاصيل يتجاوز أي شيء لدينا على الإطلاق فعله.

بالطبع ، يمكنك استبدال الدماغ بجهاز كمبيوتر ، ولكن لا يزال عليك طباعة الجهاز العصبي ، الذي سيكون أيضًا تحديًا ، خاصة عندما يتعلق الأمر بشيء مثل الأعصاب البصرية ، والتي تحتاج إلى العمل بشكل مثالي لتكون أيًا منها استعمال.

ويمكن أن يتم ذلك؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد 5 تطبيقات طباعة ثلاثية الأبعاد مذهلة عليك أن تراها لتؤمن بهاماذا ستفعل مع طابعة ثلاثية الأبعاد؟ إذا كان لدى الأشخاص الذين يطورون هذه التطبيقات أي شيء ليقولوه عن ذلك ، فقد تفاجأ. اقرأ أكثر الإنسان ، إذا كان سيحدث ، من المرجح أن يحدث في المستقبل البعيد - أبعد بكثير من أي قراء لهذا المقال من المرجح أن يراه.

سيتطلب قدرا كبيرا من التقدم التكنولوجي الحيوي ، وبعض التحولات الجذرية في كيفية تفكيرنا في كل من التكنولوجيا والجسم البشري. ويمكن أن يتم ذلك؟ أتردد في قول "لا" ، لأن هناك أمثلة من حولنا لأشياء قال أحدهم ذات مرة إنه لا يمكن القيام بها. الطباعة ثلاثية الأبعاد نفسها كانت خيال علمي دليل المبتدئين النهائي للطباعة ثلاثية الأبعادكان من المفترض أن تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد "الثورة الصناعية" الجديدة. لم يسيطر الأمر على العالم بعد ، لكنني هنا لأتحدث معك عن كل ما تحتاج إلى معرفته للبدء. اقرأ أكثر حتى الان. إذا كان هناك شيء واحد نعرفه عن الإنسانية ، فهو أننا نفاجئ أنفسنا باستمرار.

ما رأيك؟ هل سنرى جسمًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد؟ ما الاستخدامات التي يمكن أن يخدمها هذا؟ هل يجب علينا حتى طباعة الأعضاء البشرية (لا يعتقد الجميع ذلك)? شارك أفكارك أدناه!

حقوق الصورة: طابعة 3D عبر Shutterstock ، صورة افتراضية لقلب الإنسان مع مخطط القلب, الهيكل العظمي البشري من الرؤية الخلفية والأمامية - لوحة تعليمية لتشريح العظام والعضلات البشرية عبر Shutterstock.