في فجر تطور تقنية النماذج الأولية السريعة ، كان هناك اعتقاد واسع النطاق بأن الطباعة ثلاثية الأبعاد تحول كل الإنتاج ، مما يحفز ثورة المستهلك ، مما يؤدي إلى ظهور الطابعة في كل منزل. لم يحدث هذا بعد ، ولكن كما حدث مع العديد من التقنيات الحديثة ، وجدت النماذج الأولية السريعة تطبيقه في مجال مختلف تمامًا - في الطب.
مقال من موقع Gizmodo.أدناه سوف نتحدث عن البحوث والمشاريع ، والتي هي أكثر الأمثلة إثارة للاهتمام لاستخدام الطباعة الحيوية واستخدام الآلات التي يتم التحكم فيها بالكمبيوتر لتجميع المواد البيولوجية ، والتي يتم خلالها استخدام الحبر العضوي واللدائن الحرارية شديدة القوة. نطاق تطبيق الطباعة الحيوية واسع للغاية - من إعادة بناء الأجزاء الرئيسية من الجمجمة البشرية إلى طباعة السقالات - سقالات يمكن للخلايا الجذعية أن تتطور إلى عظام جديدة. قراءة التفاصيل أدناه.
الجماجم
Osteofab هو نتاج
مواد أداء أكسفورد . في البداية ، دخلت OPM السوق ، حيث بيعت في شكل بوليمر فعال للغاية ، وغالبًا ما يستخدم في تصنيع الغرسات الطبية - وهي مادة بلاستيكية حرارية تُسمى polyether ketone ketone (PEKK) ، ولكن على مدار السنوات القليلة الماضية ، أصبحت الشركة أول شركة تتقن هذه المواد وتستخدمها . لذلك ، في فبراير 2013 ،
تم تثبيت عملية زرع ثلاثية الأبعاد لجزء من الجمجمة
على مريض أمريكي ، تمت الموافقة على جودة هذا الدواء من قبل FDA. تم الاقتراب من عملية الصب والطباعة بعناية فائقة لتتناسب مع الهندسة الفريدة لجمجمة المريض ، والتي أصبحت 75٪ منها الآن عملية زرع.
جلد
تكمن المشكلة الرئيسية في إنشاء بشرة جديدة بمساعدة الطباعة في صعوبة استنساخ ظل معين من الطيف المحتمل بأكمله. نظرًا لأن بشرتنا فريدة ونحيفة وقابلة للتغيير ، من الصعب جدًا إنشاء نسخة دقيقة منها. هناك العديد من الدراسات المثيرة للاهتمام حول هذا الموضوع ، والتي لا يمكن وضعها في قصة قصيرة.
ومع ذلك ، يوجد هنا اثنان من أكثرها إثارة للاهتمام: يعمل العالم في جامعة جيمس ويك ، جيمس يو ، باستخدام منحة تمولها وزارة الدفاع الأمريكية ، على جهاز يمكنه
طباعة الجلد مباشرة على الأشخاص الذين تم حرقهم. يتم إجراء دراسة أخرى من قبل علماء من جامعة ليفربول ، يستخدمون الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد التي تم معايرتها بعناية للحصول على عينات من الجلد تحتوي على جميع الفروق الدقيقة ، مما سيسمح بطباعة غرسات أكثر واقعية في المستقبل.
لا تزال الدراسة جارية ، ويعتزم الفريق إنشاء "قاعدة لعينات الجلد" بأمثلة تم مسحها ضوئيًا ، ويمكن توصيلها من المستشفيات البعيدة حيث لا يوجد بها كاميرات ضرورية لمسح جلد مريض بعينه. [
جيزمودو] PhysOrg ]
أنف وآذان
غالبًا ما يكون إنشاء الأطراف الصناعية للآذان والأنف والذقن عملية مؤلمة ومكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً لكل من المريض والطبيب نفسه. على مدار السنوات الخمس الماضية ، قام توم فريب المصمم الصناعي البريطاني ، إلى جانب علماء من جامعة شيفيلد ، بتطوير وسيلة اصطناعية للوجه أرخص وأسهل في التصنيع ، والتي يمكن الحصول عليها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. تشتمل عملية إنشاء مثل هذه الأطراف الاصطناعية على مسح ثلاثي الأبعاد لوجه المريض (وهو أقل إيلامًا بكثير من الصب) ، ووضع نماذج للجزء المستبدل وطباعته باستخدام الصباغ والنشا والسيليكون الطبي.
تتمتع هذه الأطراف الاصطناعية بمكافأة إضافية: عندما تندلع (والتي ستحدث في النهاية على أي حال) ، يمكن طباعتها مرة أخرى ، وستكون هذه التكلفة رخيصة للغاية. [
الجارديان ]
العين الاصطناعية
نشر فريب وفريق جامعة شيفيلد نتائج اختبار عملية مماثلة لتصنيع الأطراف الاصطناعية للعينين. الأطراف الاصطناعية باهظة الثمن ، وبما أنها موقعة يدوياً ، فقد يستغرق الأمر عدة أشهر. يمكن لطابعات Fripp Designs أن تصنع 150 طرفًا اصطناعيًا في غضون ساعة ، ويمكن بسهولة تغيير التفاصيل مثل لون القزحية وحجم وعدد الأوعية الدموية حسب احتياجات المريض. [
PhysOrg ]
يزرع وظيفية
عندما تصبح الأجهزة الإلكترونية - من الطائرات بدون طيار إلى عمليات الزرع الطبية - أصغر ، يكافح العلماء لإنشاء بطاريات صغيرة بما يكفي ، لكن في نفس الوقت يمكن أن توفر الشحنة اللازمة. ومع ذلك ، فإن فريقًا من المهندسين من جامعة هارفارد يستخدم طابعة ثلاثية الأبعاد يقوم بالفعل بطباعة البطاريات الصغيرة بحجم حبة الرمل. إليك ما يقوله البيان الصحفي:
"... ابتكر الباحثون حبرًا للأنود باستخدام جسيمات متناهية الصغر لمركب واحد من أكسيد الليثيوم ، وكذلك حبر للكاثود من جسيمات متناهية الصغر من نوع آخر من هذا المركب. طبقت الطابعة الحبر على أسنان قمتين ذهبيتين ، مما أدى إلى تكوين هيكل ملتزم بإحكام من الأنودات والكاثودات. ثم وضع العلماء الأقطاب في وعاء صغير وملأوه بمحلول إلكتروليت للحصول على بطارية. "بمرور الوقت ، سيكونون قادرين على شحن المستلزمات الطبية ، والتي يكون استخدامها مقيدًا بالمشاكل الحالية في الشحن. [
هارفارد ]
العظام
توجد عمليات زرع ثلاثية الأبعاد ، مثل الفك ، لعدة سنوات. ومع ذلك ، تجري مجموعة صغيرة من الباحثين تجربة تهدف إلى طباعة عظام حقيقية. على سبيل المثال ، ابتكر العالم كيفن شاكيشوف من جامعة نوتنجهام شبكة حيوية تُنشئ مصفوفات من حمض البوليلاكتيك وجينات الجيلاتين ، وهي مغلفة بعد ذلك بخلايا جذعية.
سوف تذوب المصفوفات المزروعة تدريجياً وستستبدل بعظم جديد ينمو: سيستغرق الأمر حوالي ثلاثة أشهر لتحويل العظام بالكامل. [
فوربس ]
الأوعية الدموية والخلايا
يمكننا بالفعل طباعة
الأعضاء ، ولكن هناك مشكلة خطيرة مرتبطة بإنشاء نظام دوري فعال.
يشارك العالم الألماني غونتر توفار ، رئيس معهد فراونهوفر لهندسة الطور البيني والتكنولوجيا الحيوية ، في مشروع يسمى BioRap. وتتمثل مهمتها في استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة الأوعية الدموية ، يتم خلالها استخدام مزيج من البوليمرات الاصطناعية والجزيئات الحيوية. يتم اختبار أنظمة الدورة الدموية المطبوعة على الحيوانات - فهي ليست جاهزة بعد لإدخالها في جسم الإنسان. ومع ذلك ، في نهاية المطاف ، سوف يتيحون إمكانية زرع الوسائط المطبوعة. [
معهد فراونهوفر ]
كيف تتخيل آفاق الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مواد بديلة حية ومصطنعة لاستخدامها في جسم الإنسان؟ هل سنتمكن قريبًا من النمو واستبدال الأعضاء الكاملة ، مثل الكبد؟ شارك برأيك في التعليقات.